Исследовательская группа под руководством профессора Го Бина из Хэфэйского института физических наук Китайской академии наук разработала и оптимизировала систему органического цикла Ренкина (ОЦР) для восстановления низкосортного отработанного тепла от стационарного китайского экспериментального термоядерного реактора (СЭТТР) с использованием органической жидкости R245fa. Это позволило повысить тепловой КПД и сократить потери тепла.
Стационарный магнитный термоядерный реактор СЭТТР — важный шаг на пути к коммерческой термоядерной энергетике. Однако управление большим количеством низкосортного отработанного тепла, производимого такими компонентами, как дивертор и бланкет, остаётся ключевой задачей.
Для решения проблем термодинамики и тепловой интеграции исследователи разработали передовые имитационные модели, используя решатель инженерных уравнений для анализа цикла и моделирование в MATLAB на основе LAMP для динамической конфигурации системы. Эти инструменты позволили провести комплексное исследование и оптимизацию конфигурации ОЦР, что привело к значительному улучшению тепловых характеристик.
Исследователи предложили тепловой цикл, который эффективно преобразует остаточное тепло в полезное электричество с помощью системы ОЦР. Они продемонстрировали, как этот подход повышает тепловой КПД и поддерживает устойчивую работу будущих термоядерных электростанций. Их статья опубликована в журнале Energy.
Инновационная конструкция ОЦР для восстановления отработанного тепла не только демонстрирует, как низкосортное отработанное тепло можно эффективно использовать в будущих термоядерных реакторах, но и предоставляет модельную основу, которую можно адаптировать к другим высокотемпературным энергетическим системам.
«Наш предложенный цикл не только улучшает общее использование энергии СЭТТР, но и демонстрирует путь интеграции низкосортного тепла в производство электроэнергии», — сказал профессор Го Бин.
Это нововведение открывает новый путь для использования ресурсов отработанного тепла и способствует достижению более широкой цели — разработки чистых и эффективных систем термоядерной энергетики.
Предоставлено:
— [Китайская академия наук](https://phys.org/partners/chinese-academy-of-sciences/)