跨临界CO2 循环耦合双闪蒸地热系统与反渗透海水淡化的性能评估与优化

　　为应对能源需求增长与环境可持续性挑战，研究人员创新性地将双闪蒸地热循环（DFGC）、跨临界CO2 循环（tCO2 ）与反渗透海水淡化（RO）系统集成，通过四种运行模式的对比分析，揭示系统能量效率提升22%、净功率输出增加21.98%的突破性成果，为清洁能源与淡水联产提供新范式。

　　

全球能源需求激增与环境问题日益严峻，地热能作为可再生资源备受关注。然而，传统地热系统存在效率瓶颈，且淡水短缺问题亟待解决。双闪蒸地热循环（DFGC）虽能提升发电效率，但热源利用率仍有优化空间；反渗透海水淡化（RO）技术虽成熟，但高能耗制约其推广。如何通过系统集成实现“能源-淡水”协同增效，成为关键科学问题。

中国台湾地区国家科学技术委员会资助的研究团队创新提出将DFGC、跨临界CO₂
循环（tCO₂
）与RO系统耦合，通过热力学建模与多模式对比分析，评估系统性能。研究采用能量/?（Exergy）分析法，量化关键参数如涡轮进口压力、地热流体温度对输出功率和淡水产量的影响，并结合灵敏度分析确定最优工况。

系统描述
DFGC-tCO₂
-RO系统通过地热流体分级闪蒸（两次降压分离）驱动涡轮发电，tCO₂
循环利用余热提升功率输出，RO单元则回收低温热源淡化海水。阀控压力调节与多级热交换设计实现能量梯级利用。

热力学分析
数据表明，tCO₂
循环使系统能量效率从基准18.3%提升至22.3%，但?效率因不可逆损失从53.94%降至51.1%。净功率输出增长21.98%，而总?损翻倍，反映能量转化与热回收的权衡关系。

结论与意义
该研究首次实现DFGC-tCO₂
-RO三联产系统的热力学验证，突破单一地热发电效率限制，为可再生能源联产提供新思路。尽管?损增加，但能量效率与淡水产量的协同提升更具实际价值。成果发表于《Desalination》，对海岛、干旱地区能源-水联供具有重要应用前景。

（注：全文严格依据原文内容，未添加非文献信息；专业术语如“?（Exergy）”首次出现时标注解释；技术方法部分未涉及实验细节；作者单位按要求处理为中文名称。）