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J-GLOBAL ID：202102252762423001   整理番号：21A1049707

二重燃料舶用エンジンとLNG冷エネルギー回収の廃熱に基づく複合有機Rankineサイクル(ORC)システムの多目的熱経済最適化【JST・京大機械翻訳】

Multi-Objective Thermo-Economic Optimization of a Combined Organic Rankine Cycle (ORC) System Based on Waste Heat of Dual Fuel Marine Engine and LNG Cold Energy Recovery

著者 (6件)： Tian Zhen (Merchant Marine College, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306, China) ,  Tian Zhen (Institute of Refrigeration and Cryogenics, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China) ,  Yue Yingying (Merchant Marine College, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306, China) ,  Zhang Yuan (Merchant Marine College, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306, China) ,  Gu Bo (Institute of Refrigeration and Cryogenics, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China) ,  Gao Wenzhong (Merchant Marine College, Shanghai Maritime University, Shanghai 201306, China)
資料名： Energies (Web)  (Energies (Web))
巻： 13  号： 6  ページ： 1397  発行年： 2020年 
JST資料番号： U7016A  ISSN： 1996-1073  CODEN： ENERGA  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本論文では,液化天然ガス(LNG)の冷エネルギーと二重燃料(DF)海洋エンジンの廃熱を効果的に利用できる複合有機Rankineサイクル(ORC)システムを提案した。特に,DF海洋エンジンのエンジン排ガスとジャケット冷却水を熱源として使用した。第1に,11の環境に優しい作動流体(WFs)を用いた複合ORCシステムについて,熱-経済的性能の完全な評価を実施した。その後,正味出力仕事,エネルギー効率,エクセルギー効率,総投資コストおよび投資回収期間に及ぼす蒸発および凝縮圧力の影響を調べた。さらに,ORCシステムの熱経済性能を,遺伝的アルゴリズムによる多目的最適化によって最適化した。最後に,最適運転条件下での各成分のエクセルギー破壊と投資コストを分析し,更なる改善のための提案を行った。結果は,R1150-R1234yf-R600aとR170-R1270-R152aが2つの最も有望なWF組合せであることを示した。組合せORCシステムのエクセルギー破壊は主に熱交換器に存在する。WF最適化を通して,中間熱交換器のエクセルギー破壊は18.99%減少した。膨張機投資コストの比率は50%より大きく,複合ORCシステムの投資回収期間は7.689.43年の範囲で変化した。本研究は,WFの選択と運転条件の最適化がORCシステムの熱経済的性能を改善する重要な可能性を有することを実証した。Copyright 2021 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *最適化 ,  投資 ,  熱源 ,  熱交換器 ,  *熱効率 ,  液化天然ガス ,  海洋 ,  *廃熱
準シソーラス用語： *ORC【熱機関】 ,  多目的最適化 ,  投資回収期間 ,  作動流体 ,  最適運転 ,  膨張機 ,  エクセルギー破壊 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： LNG冷熱 ,  有機ランキンサイクルシステム ,  作動流体の組合せ ,  熱経済分析 ,  多目的最適化

分類 (4件)： その他の熱機関  (PB03000N) ,  発電一般  (NB03010W) ,  熱交換器,冷却器  (PA03020G) ,  化学装置一般  (XB01010S)

引用文献 (58件)：

• Ait Allal, A.; Mansouri, K.; Youssfi, M.; Qbadou, M. Toward an evaluation of marine fuels for a clean and efficient autonomous ship propulsion energy. Mater. Today Proc. 2019, 13, 486-495.
• IMO Prevention of Air Pollution from Ships-Revised MARPOL Annex VI. Available online: http://www.imo.org/en/OurWork/Environment/PollutionPrevention/AirPollution/Pages/Air-Pollution.aspx (accessed on 5 February 2020).
• George, D.G.; Eleftherios, K.D.; Chariklia, G.A. LNG carrier two-stroke propulsion systems: A comparative study of state of the art reliquefaction technologies. Energy 2020, 195, 116997.
• Lee, H.-J.; Yoo, S.-H.; Huh, S.-Y. Economic benefits of introducing LNG-fuelled ships for imported flour in South Korea. Transp. Res. D Transp. Environ. 2020, 78, 102220.
• Chu Van, T.; Ramirez, J.; Rainey, T.; Ristovski, Z.; Brown, R.J. Global impacts of recent IMO regulations on marine fuel oil refining processes and ship emissions. Transp. Res. D Transp. Environ. 2019, 70, 123-134.

タイトルに関連する用語 (8件)： 燃料 ,  舶用エンジン ,  LNG ,  エネルギー回収 ,  廃熱 ,  有機Rankineサイクル ,  ORC ,  経済最適化