【摘 要】
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开发可再生能源是降低化石燃料消耗量及CO2排放量的重要方向。近年来海洋可再生能源的开发与利用得到了广泛的关注,其中海洋温差能的稳定性高、储量丰富,具有发电的潜力,是当前能源领域的研究热点。有机朗肯循环（ORC）是应用最广泛的海洋温差能发电循环之一,但是效率低、成本高;卡琳娜循环（KC）和上原循环（UC）采用氨水混合工质,在循环结构上进行了改进,循环效率也有了较大的提升。本文以卡琳娜循环和上原循环海
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开发可再生能源是降低化石燃料消耗量及CO2排放量的重要方向。近年来海洋可再生能源的开发与利用得到了广泛的关注,其中海洋温差能的稳定性高、储量丰富,具有发电的潜力,是当前能源领域的研究热点。有机朗肯循环（ORC）是应用最广泛的海洋温差能发电循环之一,但是效率低、成本高;卡琳娜循环（KC）和上原循环（UC）采用氨水混合工质,在循环结构上进行了改进,循环效率也有了较大的提升。本文以卡琳娜循环和上原循环海洋温差能发电系统为研究对象,以热力循环工作原理、热力循环计算方法、热力循环数学模型为基础,基于Delphi软件构建了海洋温差能发电系统仿真平台,开展了卡琳娜循环和上原循环的热力性能分析。完成了10 MW卡琳娜循环和上原循环海洋温差能发电系统的设计计算,输出了循环中各点的状态参数以及海水流量、海水泵耗功、系统净输出功、发电效率等指标参数,并对海水泵、蒸发器、冷凝器进行了设备选型。探究了蒸发压力、冷凝温度（冷凝器出口温度）、抽气百分比对卡琳娜循环和上原循环热力性能的影响规律。分析比较了卡琳娜循环和上原循环的热力学性能,揭示了卡琳娜循环和上原循环热力学性能差异的主要原因。对卡琳娜循环和上原循环海洋温差能发电系统的性能研究表明:海水泵耗功约占透平输出功的40%,是影响系统热力性能的主要因素;同一循环中蒸发压力和冷凝温度对循环热力性能的影响机理不同,不同循环中蒸发压力和冷凝温度对循环热力性能的影响规律相似;增加抽气百分比有利于提升上原循环的热力性能,但存在极限值;上原循环由于存在抽气回热,热力性能相比于卡琳娜循环有所提升,循环热效率相对提升1.45%,系统净效率相对提升2.44%。
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