Geri Dön

CO2 akışkanlı transkritik bir güç çevriminin termodinamik analizi

Thermodynamic analysis of a transcritical power cycle using CO2

  1. Tez No: 723987
  2. Yazar: VOLKAN CEYLAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ARİF EMRE ÖZGÜR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 84

Özet

Enerji talebinin her geçen gün artmakta olduğu dünyamızda bu ihtiyaçları karşılamak için teknolojiyi geliştirme çabaları da devam etmektedir. Bu teknolojik gelişimlerin neticesinde güç üreten tesislerin önemli elemanlarından birisi olan ultrasüperkritik buhar türbinleri belirli parametrelere kadar ticari olarak üretilmektedir. Türbin giriş sıcaklık ve basınçlarının yükselmesi, termodinamik ilkeler gereği, daha yüksek güç üretim verimi anlamına gelmektedir. Daha yüksek verim de termik santrallerde, daha düşük emisyonların elde edilmesini sağlamaktadır. Türbin veriminin arttırılması için yüksek sıcaklık ve basınçlara ulaşıldığında, buharı türbini ve kanatçıklarında kullanılan çelik malzemelerin mukavemetinde görülen ani azalmadan dolayı akma ve deforme olmaktadır. Türbin malzemeleri değiştirip dayanıklı malzemeler kullanılmak istenildiğinde türbin ebatları ve maliyetleri artmaktadır. Bu sebeple aynı türbin giriş şartlarında, su buharına kıyasla daha yüksek yoğunluğa sahip olan bir çevrim akışkanına ihtiyaç vardır. Tüm faktörler kıyaslandığında en makul çözümün çevrim akışkanı olarak karbondioksit (CO2) tercih edilmesidir. Böylelikle türbin ebatları küçülmekle kalmayıp maliyet azalacak ve verim artacaktır. Bu çalışmada, CO2 akışkanlı ultrasüperkritik bir Rankine güç çevriminin termodinamik analizi gerçekleştirilmiştir. Çevrimin analizi Engineering Equation Solver (EES) adlı bilgisayar programı ortamında hesaplanmıştır. Farklı çevrim parametreleri için çevrimin verimliliği, parametrik analizler yardımıyla belirlenmiştir. Maksimum türbin giriş basınç ve sıcaklıkta çevrimin enerji verimi % 45.63, ekserji verimi % 45.64 ve türbin gücü 26424 kW olarak hesaplanmıştır. Güç çevrimlerinde, CO2 türbinlerinin kullanımının sağladığı faydalar değerlendirilmiştir. CO2 türbinlerinin geleceği ve termik santrallerde elde edilebilecek kazanımlar tartışılmıştır.

Özet (Çeviri)

In our world where energy demand is increasing day by day, efforts to develop technology to meet these needs continue, too. As a result of these technological developments, ultra-supercritical steam turbines, which are one of the important elements of power generating plants, are commercially produced up to certain parameters. By thermodynamic principles, increase in inlet temperature and pressure of turbine means higher power production efficiency. Higher efficiency also provides lower emissions in thermal power plants. When high temperatures and pressures are reached to increase turbine efficiency, due to the sudden reduction in the endurance of the steel materials used in vapor turbine and winglets leakage and deformation occurs. When it is demanded that turbine materials are replaced by durable materials, turbine sizes and costs increase. Therefore, there is a need for a cycle fluid with higher density when compared to the water vapor in the same turbine inlet conditions. When all factors are compared, the most reasonable solution is to prefer CO2 as the cycle fluid. So that the turbine sizes will not only be reduced, but also the cost will decrease and the efficiency will increase. In this study, thermodynamic analysis of an ultrasupercritical Rankine power cycle with CO2 fluid is performed. The analysis of the cycle was calculated in the computer program environment called Engineering Equation Solver (EES). The efficiency of the cycle for different cycle parameters was determined with the help of parametric analysis. The energy efficiency of the cycle at maximum turbine inlet pressure and temperature was calculated as 45.63%, exergy efficiency 45.64% and turbine power 26424 kW. The benefits of using CO2 turbines in power cycles are evaluated. The future of CO2 turbines and the gains that can be obtained in thermal power plants are discussed.

Benzer Tezler

  1. CO2 ile çalışan güneş enerjisi destekli güç üretim sisteminin performansının incelenmesi ve optimizasyonu

    Investigation and optimization of the performance of a solar assisted power generation system working with CO2

    SERPİL ÇELİK TOKER

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Makine MühendisliğiIsparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖNDER KIZILKAN

  2. Transkritik Co2 soğutkanlı bir ısı pompasının teorik ve deneysel incelenmesi

    Theoretical and experimental investigation of a transcritic Co2 refrigerated heat pump

    AHMET ELBİR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    EnerjiIsparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi

    Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HİLMİ CENK BAYRAKÇI

  3. CO2 akışkanlı transkritik soğutma sistemleri için gaz soğutucu hesaplama modülünün geliştirilmesi

    Development of gas cooler calculation modul for the transcritical CO2 cooling systems

    FATİH KASAP

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. A. FERİDUN ÖZGÜÇ

  4. Transkritik R744 ve R404A kullanan soğutma çevrimi sistemlerinin performansının gıdaların hızlı soğutulmasında deneysel olarak karşılaştırılması

    Experimental comparison of the performance of refrigeration cycle systems utilising R744 and transcritical R744 for applicaton in rapid cooling of food

    FATMAGÜL BAŞAK ERYENİLMEZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    KimyaBursa Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ÇOPUR

  5. CO2 akışkanlı ejektör genleştiricili süpermarket soğutma sistemlerinin Türkiye iklim şartlarında termodinamik, çevresel ve termoekonomik analizi

    Thermodynamic, environmental, and thermoeconomic analysis of CO2 ejector expansion supermarket refrigeration systems in Türkiye climatic conditions

    OĞUZ ÇALIŞKAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Makine MühendisliğiKonya Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALİL KÜRŞAD ERSOY