تحلیل اگزرژی پیشرفته سیکل ترکیبی توربین گاز رآکتور هلیوم با سیکل رانکین آلی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان، تبریز، ایران

2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران

چکیده

در این مقاله، سیکل ترکیبی توربین گاز رآکتور هلیوم با سیکل رانکین آلی از دیدگاه تحلیل اگزرژی متداول و پیشرفته مورد مطالعه و مقایسه قرار گرفته است. با استفاده از نرم افزار حل معادلات مهندسی (EES) مدل‌سازی این سیکل انجام گرفته و نتایج تحلیل انرژی و اگزرژی متداول به دست آمده است. سپس به منظور تعیین اولویت‌بندی مناسب بهبود اجزاء سیکل از دیدگاه تحلیل اگزرژی پیشرفته مورد مطالعه قرار گرفته است. در واقع تحلیل اگزرژی پیشرفته با تقسیم نابودی اگزرژی هر جزء به بخش‌های درون زا ، برونزا ، اجتناب‌پذیر و اجتناب ناپذیر، اطلاعات دقیقی در مورد پتانسیل بهبود واقعی عملکرد سیستم ارائه می‌دهد. نتایج تجزیه و تحلیل اگزرژی پیشرفته نشان می‌دهد که با اصلاح و ارتقای اجزای سیستم، 1/19 درصد از نابودی اگزرژی کل سیستم قابل کاهش می‌باشد. همچنین تجزیه و تحلیل اگزرژی پیشرفته با در نظر گرفتن بخش اجتناب‌پذیر درونزا در هر جزء اولویت بهبود را به ترتیب به کمپرسور و سپس به رآکتور و توربین گازی می‌دهد. این در حالی است که از تجزیه و تحلیل اگزرژی متداول، نابودی اگزرژی محاسبه شده برای رآکتور بیشتر از کمپرسور بوده و اولویت بهبود با رآکتور است. علاوه بر آن براساس اولویت بندی تحلیل اگزرژی پیشرفته امکان افزایش بازده اگزرژی سیکل از 21/75% به 51/82 % و بازده انرژی سیکل از 51% به 22/56 % وجود دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

advanced exergy analysis of combined Gas Turbine-Modular Helium Reactor/organic Rankine cycle

نویسندگان [English]

  • Mohsen Fallah 1
  • Zahra Mohammadi 2
  • Seyed Mohammad Seyed Mahmoudi 3
1 Mechanical engineering group, Azarbaijan Shahid Madani University
2 Tabriz university
3 Tabriz university
چکیده [English]

This paper studies and compares the combined cycle of a helium reactor gas turbine with an organic Rankine cycle from exergy and advanced exergy analysis. Using Equation Solving Engineering (EES) software, this cycle is modeled, and the results of conventional energy and exergy analysis are obtained. Then, it has been studied to determine the appropriate modification of cycle component improvement from the perspective of advanced exergy analysis. Advanced exergy analysis provides accurate information about the real potential of system performance improvement by dividing each component's exergy destruction into endogenous, exogenous, avoidable, and unavoidable parts. The results of advanced exergy analysis show that by modifying and upgrading the system components, about 19.1% of the total exergy destruction of the system can be reduced. Advanced exergy analysis by considering the avoidable endogenous part of each component prioritizes improvement to the compressor and then to the reactor and gas turbine. However, from conventional exergy analysis, the amount of exergy destruction of the reactor is higher than that of the compressor. Therefore, modifying the reactor is a priority. In addition, based on the prioritization of advanced exergy analysis, it is possible to increase the cycle exergy efficiency from 75.21% to 82.51% and the cycle energy efficiency from 51% to 56.25%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • advanced exergy analysis؛ exergy destruction
  • ؛ endogenous؛ exogenous؛ avoidable/unavoidable exergy destruction