CO2 akışkanlı transkritik bir güç çevriminin termodinamik analizi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: VOLKAN CEYLAN
Danışman: Arif Emre ÖZGÜR
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
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.