Dynamické modelování a analýza řízení sCO2 cyklu Sofia

Náš nejnovější výzkumný článek, zabývající se dynamickým modelováním a analýzou řízení sCO2 cyklu Sofia, byl nedávno publikován v prestižním časopise Elsevier/Energy s impakt faktorem 9. Tento článek byl doporučen k otisknutí organizační komisí konference „The European Conference on Supercritical CO2“ (https://sco2.eu/), kde navíc získal ocenění Best Paper Award.

V článku jsme představili komplexní jednorozměrný, termo-hydraulický model sCO2 cyklu Sofia, který byl vyvinut s cílem zkoumat optimální strategie řízení a chování cyklu během provozu. Tento model, zahrnující veškeré komponenty systému od turbostrojů a výměníků tepla po ventily a potrubí s ohledem na tlakové i teplené ztráty, je klíčovým nástrojem pro porozumění a optimalizaci výkonu sCO2 cyklu.

Při vytváření modelu jsme využili jazyk Modelica a výpočetní prostředí Dymola s komerční knihovnou ClaRa+, doplněné o knihovnu UserInteraction. Tato kombinace nám umožnila provádět simulace přechodových stavů v reálném čase s možností upravovat parametry během výpočtů. Díky tomu jsme získali hlubší pochopení dynamiky systému a jeho chování v různých podmínkách.

Během simulací ustálených stavů bylo dosaženo návrhových nominálních parametrů. Další výpočty byly zaměřeny na start výkonové turbíny z pohotovostního režimu oběhu. Analyzování výsledků simulací nám poskytuje detailní pohled na různé metody řízení a dynamickou odezvu komponent systému během procesu startu, odstavení a dalších přechodových stavů.

Studie rovněž odhalila, že opatrná manipulace s regulačními ventily turbín s ohledem na zásahy kompenzátoru objemu je klíčová pro optimální řízení a provoz systému. Zároveň jsme zjistili, že počáteční množství CO2 v kompenzátoru objemu ovlivňuje chování celého systému. To jen podtrhuje důležitost pečlivého návrhu systému a způsobu řízení pro efektivní a bezpečný provoz sCO2 cyklu.

Celý článek si můžete přečíst ZDE.