塔式太阳能 S-CO2 布雷顿循环多联产系统的运行、㶲和经济性分析

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摘要:: 针对单一太阳能驱动的光热发电系统能量利用率低、余热浪费严重的问题，提出了一种由塔式太阳能驱动的超临界二氧化碳（S-CO2）布雷顿循环多联产（STMG）系统，集成了塔式太阳能集热器、S-CO2 布雷顿循环、有机朗肯循环（ORC）驱动制氢和多级闪蒸（MSF）海水淡化模块，以实现电力、氢气、氧气和淡水的协同生产。采用 Ebsilon 软件建立了 STMG 系统数值模型，对系统的运行性能、㶲性能和经济性进行了分析。结果表明，在设计工况下 S-CO2 布雷顿循环的输出电功率和循环效率分别为 57.7 MW 和 47.7%，制氢模块的产氢速率、产氧速率分别为 73.5、588.0 kg/h，MSF 海水淡化模块的日淡水产量为 3 480.0 t。㶲分析结果表明，STMG 系统的总㶲损为229.6 MW，㶲效率为 23.4%。经济性分析结果表明，系统的平准化度电成本、平准化氢价和平准化水价分别为 0.56 元 /（kW ·h）、40 .94 元 /kg 和 9.93 元 /t，STMG 系统的净收益和回收年限分别为 5.72×109 元和 8.7 a，具备良好的经济可行性。