منابع تحقیق با موضوع دمای بیشینه، ارزیابی اقتصادی، تحلیل حساسیت

دانلود پایان نامه ارشد

بهینه پایین است، که برای طراحی کمپرسورهای هلیومی توربین ها مفید است. بدلیل ظرفیت گرمایی ویژه بالا و چگالی پایین هلیوم کمپرسورهای هلیومی و توربین ها طویل و دارای تعداد مراحل زیاد و تیغه های کوتاهی هستند که در هر مرحله باعث خسارت های زیادی می شوند. از آنجایی که ضریب تراکم پایین است، دستگاه های توربینی کوتاه تر بوده و آهنگ جریان جرمی هلیوم بالاتر بوده که منجر به طراحی دستگاه های توربینی می شود باعث بهبود بازده چرخه می شود.همچنین شایان ذکر است که ارزیابی بازده تابعی از ضریب فشار کمپرسور است در مجاورت rc بهینه بخوبی (flat) بوده وبه گونه ای است که بازده گرمایی در حد ماکزیمم نگه داشته می شود حتی اگر rc برای مسائل طراحی اجزا یا مواد 35%≤ η_t ساختاری تعدیل شود.

2-3- فرایند درون خنکسازی
تاثیر اصلی فرایند خنکسازی داخلی کاهش توان مصرفی توسط کمپرسور است که بازده گرمایی چرخه را افزایش می دهد اگرچه اتلاف فشار در هر خنک کننده داخلی، افزایش ضریب تراکم برای هر کمپرسور برای نگهداری ضریب تراکم کلی در سیستم را الزامی می سازد.
شکل -22 بازده چرخه را برحسب تابعی از ضریب فشار کمپرسور برای تعدادی از مراحل خنک سازی درونی نشان می دهد.

شکل2-2- تاثیر مراحل خنک سازی داخلی بر روی بازده چرخه
می توان مشاهده کرد که هرچه مراحل خنک سازی داخلی بیشتر شود به ،بیشینه بازده گرمایی افزوده می گردد. اگر چه با هر افزایش جدیدی ،سود و منفعت کاهش می یابد ، افزوده شدن نسبت به مرحله اول بسیار مهم است درحالیکه سومین مرحله تنها مقدار ناچیز15% آنرا با خود می آورد. همچنین مشاهده می شود که بازده ماکزیمم با مراحل خنک سازی بیشتری به سمت ضرایب تراکم بالاتر حرکت می کند اگرچه همواره پایین باقی می ماند (r_copt2) .
از سوی دیگر افزودن مراحل خنک سازی داخلی پیچیدگی نصب را افزایش داده و آنرا پرهزینه تر می سازد از این رو تصمیم گیری برای تعداد مناسب مراحل خنک سازی درونی مستلزم تحلیل هزینه جامع برای افزایش سود اقتصادی می باشد. این تحلیل فرای حوزه این کار بوده و نویسندگان چرخه ای جزئی با دو مرحله برای نگهداری تحلیل های آمده در اینکار را انتخاب کرده اند. این پیکر بندی ضریب تراکم بهینه 1.93، بازده گرمایی بیشینه 36.2% و توان خروجی MW615.6 را نشان می دهد.
2-4- فرایند بازگرمایش:
فرایند باز گرمایش شامل روند گرمایش هلیوم میشود به ویژه در توربین HP برای انبساط دما کاهش می یابد. و دمایش تا حد ممکن افزایش یافته قبل از اینکه انبساط یافتن آن در توربین LP کامل گردد. تاثیر این باز گرمایش افزایش کار خاص توربین می باشد. در هر حال این امر لزوما باعث بالا رفتن بازده چرخه نمی شود و بسته به طرح پیشنهاد شده و شرایط کاری، بازده می تواند در ارتباط با چرخه بدون باز گرمایش افزایش یافته و یا افزایش نیابد. طرح مورد مطالعه در این کار در شکل -23 ترسیم شده است.

شکل2-3- طرح چرخه توانی برایتون هلیومی به همراه باز گرمایش
این طرح به طرح های استفاده شده در نیروگاه های هسته ای فعلی شبیه است. بازگرمایش از کسری از جرم هلیوم داغ(∝) به منظور گرمایش مابقی هلیوم(1-∝) که در توربینHP مصرف شده استفاده می شود. این جایگزینی در تبادلگر گرما را بازگرمایش(Rh) می نامند که بین بخش های HP و LP توربین قرار گرفته است.
روند بازگرمایش توسط دو پارامتر مشخص میشود: اختلاف دمای در سمت داغ و پایانه (TTD=T_4-T_444) و کسر جرم هلیوم داغ(∝). محدوده ضریب فشار، که درآن نصب امکان پذیر است به ازای مقادیر مختلفی از پارامترهایی که در بالا تعریف شده است تعیین می گردد(امکان پذیر بودن به معنای این است که شرایط مرزی تحمیل می شوند بر چشمه های انرژی و آنها را بر آورده می کنند).
اما محدوده r_cمورد توجه این است که کجا بازده گرمایی با وجود بازگرمایش بیشتر از بدون بازگرمایش است. فرضیه ها و داده های ورودی همانند داده ها و فرضیه های بخش 2 هستند. علاوه بر این افت فشار در بازگرم کننده همانند افت فشار در جبران‌کننده‌ها(recuperator) است(بخش 2.1). جدول 3-2 نتایج این تحلیل و همچنین ضریب تراکم بهینه و بازده گرمایی بیشینه را برای هر مجموعه از پارامترهای تعریف شده در جدول ذکر شده نشان می دهد.
جدول2-3-:بازده گرمایی بیشینه و rc بهینه به ازای چند مقدار از پارامتر هایTTD و α

شکل 4-2 بازده گرمایی بیشینه را بر حسب تابعی از کسر جرم هلیوم برای TTD مساوی 20و تا 50 درجه را نشان می دهد.

شکل2-4- اثر TTD و∝ بر روی بیشینه بازده چرخه
همان گونه که مشاهده می شود به ازای هر TTD مقدار کمینه ای برای ∝وجود دارد و به ازای هر مقدار از ∝ محدوده ای خاص از ضرایب تراکم وجود دارد که نصب را ممکن می سازد. علاوه بر این میتوان دریافت که محدوده rc در همه موارد کوچکتر از محدوده چرخه بدون بازگرمایش است. به ازای هر مقدار TTD بازده گرمایی چرخه با بازگرمایش بزرگتر از بازده گرمایی قابل دسترس بدون بازگرمایش تنها در محدوده خاصی از ∝ و برای یک محدوده خاص rc است که از محدوده کار ممکن کوچکتر است.
شکل 4-2 اثبات می کند که از TTD≤〖50〗^° c، یک مقدار بهینه از کسر جرم وجود دارد که بیشینه بازده را می دهد. ضریب تراکم بیشینه آن بزرگتر از ضریب چرخه غیر بازگرمایشی است. می توان فهمید که کسر جرم بهینه با کاهش TTD افزایش می یابد.
با بررسی نتایج بدست آمده با مقادیر مورد استفاده برای پارامترهای بازگرمایش در اینکار، بزرگترین راندمان(37.1%) با TTD=〖20〗^° c ، ∝=20%و rc=2.3 قابل دست یابی است. از اینرو روند بازگرمایش را در برداشته و سپس بیشینه شدن عملکرد چرخه بر حسب تابعی از پارامترهای تعریف شده می گردد.
2-5- تحلیل حساسیت
تاثیر پارامترهای کلیدی چرخه بر روی بازده گرمایی بیشینه و بر روی ضریب تراکم بهینه مورد مطالعه قرار گرفته است. پارامترهای مورد مطالعه از این قرارند: دمای بیشینه و فشار چرخه، حداقل دمای چرخه، بازده پلی تروپیک توربین، بازده پلی تروپیک کمپرسور، تاثیر مبادله گر گرما و تاثیر جبران‌کننده (recuperator) . هدف از این مطالعه تعیین اهمیت نسبی هر دو پارامتر با توجه به بازده بیشینه است. مطالعات بر اساس پیکر بندی دو مرحله ای خنک سازی داخلی بوده است و هنگام مطالعه یک پارامتر، پارامترهای دیگر به مقادیر خطوط پایه شان ثابت هستند. (به عنوان مثال T_out (LiPb)=450(_^0)C,P_max=8MPa,T_min=T(COMP)=30(_^0)C
η_PT=93%,η_PC=90%,ε_HEX=0.95,ε_Rc=0.95)
شکل 5-2 تاثیر تمام پارامتر های تحلیل شده بر بازده گرمایی بیشینه را نشان می دهد.

شکل2-5- حساسیت بازده چرخه به پارامتر های چرخش
جدول 4-2 افزایش های بازده را بدلیل پارامتر های بهبود یافته بحث شده را می دهد.
از روی تمام پارامترهای چرخه ارزش این را دارد که تاثیر دمای بیشینه چرخه(دمای ورودی توربین) تحلیل شود.
این دما بوسیله دمای خروجی رآکتور LiPb تعیین می شود. با افزایش 100 درجه سانتیگراد دمای LiPb، بازده بیشینه از 36.2% به 42.5% افزایش می یابد که بهینه rc را از 1.93 به 2.05 تغییر می دهد. امروزه با استفاده از EUROFERبعنوان ماده ساختاری دمای خروجی باید همانگونه که پیش تر گفته شد 450 درجه باشد. در هر حال، در آینده ی نزدیک استفاده از روکشهای Al امید بخش ممکن است دمای خروجی را به بیش از 550 درجه افزایش دهد و به بازده گرمایی چرخه اجازه افزایش تا 42% را بدهد.
از نقطه نظر اجزا مشخص کردن جبران کننده (recuperator) ارزشمند است. یک نقطه دو درصدی افزایش در تاثیر این جز ممکن است منجر به افزایش بازده چرخه تا 1.2 % شود و همچنین یک افت اندک در ضریب تراکم بهینه را باعث شود. دریافت شده است که تاثیر بهسازی اثر جبران‌کننده(recuperator) با ضرایب تراکم پایین و حوالی ضریب تراکم بهینه مهم تر است. در هر حال تاثیرگذاری زیادتر همچنین به معنای جبران‌کننده(recuperator) بزرگتر و در نتیجه تجهیزات گران تر است.

2-6- نتیجه گیری
چند طرح چرخه برایتون هلیومی درمورد طراحی SFWB برای HiPER به منظور بیشینه سازی بازده گرمایی و دانستن اینکه چه مقادیری را می توان با در نظر گرفتن اینکه دمای ماکزیمم چرخه توانی از 480 درجه بیشتر نمی شود به دست آورد، مورد بررسی قرار گرفت.
یک چرخه برایتون هلیومی دو محور با یک مرحله خنک سازی درونی و یک پروسه بهبودی در ابتدا مورد مطالعه قرار گرفت. بازده گرمایی بیشینه چرخه 35.3% با ضریب تراکم بهینه 1.8 بدست آمد. بر اساس این طرح، تاثیر مراحل خنک سازی درونی اضافی موجود بر روی بازده گرمایی بیشینه مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان می دهند که پیکربندی اصلی می باید تعدیل شود تا دست کم دو مرحله خنک سازی درونی را بخاطر بازده بیشینه بالاتر، 36% برای دو مرحله در بر گیرد. به هر حال افزودن مراحل بیشتر می تواند مستلزم ارزیابی اقتصادی دقیق تر باشد.
بر اساس این طرح با دو مرحله خنک سازی درونی، یک روند بازگرمایش در طرح مشابه با طرح های نیروگاه های هسته ای وجود دارد. از نتایج این کار می توان فهمید که یک فرایند بازگرمایش باید وجود داشته باشد، چرا که با مقادیر کافی برای پارامترهای معرف بازگرمایش(∝وTTD) و ضریب تراکم ((rc، بازده چرخه افزایش و به بیش از 37% می رسد. در آخر دریافت شد که دمای بیشینه چرخه پارامتری است که مناسب ترین تاثیر را بر بازده گرمایی چرخه دارد و مشاهده شد که افزایش 100 درجه بازده بیشینه چرخه 42.5% را فراهم می کند. این اشکال می گویند که در آینده نزدیک ممکن است چرخه برایتون هلیومی با بازده گرمایی بیش از 40% داشته باشیم و نشان می دهد که هلیوم هم به لحاظ شیمیایی و هم رادیولوژیکی فاقد اثر بوده و این امر باعث می شود که این چرخه ها در میان داوطلبین برای تبدیل چرخه نیروی HiPER قرار گیرند.

فصل سوم
ارزیابی نوترونی گزینه های بلانکت مربوط به محفظه انرژی همجوشی اینرسی لیزری HAPL

چکیده:
مفاهیم سه طرح بلانکت برای اتاقک لیزری با میانگین بالای توان (هاپلHAPL-) ارزیابی شدند این طرح ها شامل پوشش لیتیومی خود- خنک کننده ، پوشش زاینده هلیم- خنک کننده جامد و پوشش سرب لیتیومی دو برابر- سرد کننده هستند. ویژگی های هسته ای این سه پوشش کاندید(نامزد) مقایسه شدند. به نظر می رسد که پوشش لیتیومی بر اساس بررسی های نوترونی گزینه ممتاز باشد. اگرچه، بررسی های دیگری هم باید بر روی انتخاب این نوع پوشش انجام شود .
3-1-مقدمه:
برنامه مربوط به اتاقک لیزری با میانگین بالای توان (هاپلHAPL-) اجرا شده بوسیله آزمایشگاه تحقیقاتی ناوال (Naval) هماهنگی برای توسعه انرژی همجوشی لختی لیزری( لیزر IFE) بر اساس لیزرها، هدف های محرک مستقیم و دیواره خشک اتاقک انجام می گیرد[18].
مرکز توجه اولیه به توسعه فولاد آهن دار(فریتی)(FS) زره پوش شده با تنگستن در دیواره اول (FW) است که باید طیف تهدید را با همجوشی میکرو- انفجاری همساز نماید. تنها منطقه نازکی از زره به ضخامت (10-100 μm) اشعه ایکس چرخه ای و انرژی یونی به جاگذاشته ناپایدار را به خوبی تجربه خواهد نمود. ساختار پشت زره در دیواره اول ( FW) به خوبی پوشش تحت شرایط گرمایی شبه حالت پایا، مشابه با شرایط 4MFE عمل خواهد نمود. این امکان استفاده از طرح های بلانکت مجاز میداند که MFE توسعه داده شوند و بیشینه بهره برداری از اطلاعات موجود در پوشش بزرگ بین المللی MFE و تلاش R&D را مجاز می داند. بررسی های میدانی بر روی طرح های بلانکت ممکن انجام شده است که می تواند با طرح حفاظتی دیواره اول (FW) ادغام شود.
سه مفهوم طرح بلانکت ارزیابی شدند. یکی از این مفاهیم پوشش لیتیوم خود- خنک کننده است. عدم وجود میدان مغناطیسی در IFE این مزیت را دارد که قابلیت بالای انتقال حرارت از لیتیوم بدون وجود (هیدرو دینامیک مغناطیسی)MHD5 و نگرانیهای مربوط به (انرژی همجوشی مغناطیسی)MFE مجاز میشود . مفهوم دوم از تعدادی

پایان نامه
Previous Entries منابع پایان نامه ارشد درباره برنامه سوم توسعه، مخارج دولت، برنامه اول توسعه Next Entries منابع تحقیق با موضوع انرژی هسته ای، ایالات متحده، مکان کنترل