太阳能槽式热发电蒸汽发生器系统动态仿真

【摘要】：随着能源的日益短缺和人们对环境保护重视程度的增加,新能源逐渐成为人们利用的重点,其中太阳能以其独具的储量无限性、存在的普遍性、开发利用的清洁性,使许多发达国家都把太阳能等可再生能源从原来的补充能源上升到战略替代能源的地位。太阳能热发电作为一种高效清洁的可再生能源利用方式,商业化程度高,推广应用也较为广泛。作为太阳能热发电中商业化程度最高的太阳能槽式热发电近年来更是发展迅速。蒸汽发生器作为太阳能槽式热发电中能量转换的重要部分,它的动态特性对整个太阳能槽式热发电站的安全性、经济性具有十分重要的作用。本文以“十二五”期间的“863”主题项目“太阳能槽式热发电的技术与示范”为背景,对太阳能槽式热发电站的蒸汽发生器系统进行设计计算,并对蒸汽发生器建立了动态模型,模拟了蒸汽发生器在不同工况下的动态特性。论文结论将对槽式示范电站的建设、运行具有一定的指导意义。 本文首先对MW级太阳能槽式热发电站蒸汽发生器的预热段、蒸发段和过热段三部分的结构进行了设计,对这三部分的换热量、换热系数、压降等参数进行了设计计算,并使用Aspen中的换热器设计软件HRFS+进行设计校核,得出蒸汽发生系统的最终结构。本文结论为即将开始建设的“1MW太阳能槽式示范电站”提供理论支持。 本文中的蒸汽发生器系统模型是太阳能槽式热发电站系统仿真机开发的一部分。采用Microsoft Visual C++6.0为开发工具,基于蒸汽发生器系统的工作机理和设计计算结果,开发了蒸汽发生器系统的动态仿真算法,建立了蒸汽发生器系统的动态数学模型,该模型算法已成功加载到STAR-90仿真平台,实现了模块化建模。本文还在STAR-90仿真平台上进行了仿真实验,模拟了蒸汽发生器系统的动态特性,得到了蒸汽发生器在不同工况下的运行规律,并对仿真实验的运行结果进行了理论分析。 【关键词】：太阳能 槽式热发电 蒸汽发生器 动态特性 仿真
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-23
• 1.1 课题研究背景及意义10-12
• 1.2 太阳能热发电简介12-18
• 1.2.1 太阳能槽式热发电12-15
• 1.2.2 太阳能塔式热发电15-17
• 1.2.3 太阳能碟式热发电17-18
• 1.3 蒸汽发生器简介18-21
• 1.3.1 管壳式换热器结构及工作原理19
• 1.3.2 蒸汽发生器分类19-21
• 1.4 本文主要研究内容21-22
• 1.5 小结22-23
• 第2章 槽式电站蒸汽发生器设计计算23-32
• 2.1 太阳能槽式热发电站设计简介23-24
• 2.2 蒸汽发生器设计计算24-28
• 2.2.1 预热段和过热段设计计算25-27
• 2.2.2 蒸发段设计计算27-28
• 2.3 设计计算结果28-31
• 2.3.1 预热段设计计算结果28-29
• 2.3.2 蒸发段设计计算结果29-30
• 2.3.3 过热段热力计算结果30-31
• 2.4 小结31-32
• 第3章 太阳能槽式热发电蒸汽发生器系统数学模型32-38
• 3.1 预热段和过热段的数学模型32-34
• 3.2 蒸发段数学模型34-36
• 3.3 小结36-38
• 第4章 蒸汽发生器系统模型的建立38-44
• 4.1 STAR-90仿真支撑系统功能简介38-40
• 4.1.1 教练员台功能38-39
• 4.1.2 工程师台功能39-40
• 4.2 吸热器系统仿真模型的建模方法40
• 4.3 蒸汽发生器系统模型搭建和模块说明40-43
• 4.3.1 蒸汽发生器系统预热段和过热段模块40-41
• 4.3.2 蒸汽发生器系统蒸发段模块41-42
• 4.3.3 蒸汽发生器系统42-43
• 4.4 小结43-44
• 第5章 吸热器系统的动态仿真实验44-62
• 5.1 蒸汽发生器模型验证实验44-52
• 5.1.1 蒸汽发生器预热段模型可靠性实验44-46
• 5.1.2 蒸汽发生器蒸发段模型可靠性实验46-50
• 5.1.3 蒸汽发生器过热段模型可靠性实验50-52
• 5.2 动态扰动实验52-61
• 5.2.1 导热油流量扰动实验52-56
• 5.2.2 导热油温度扰动实验56-59
• 5.2.3 阀门开度扰动实验59-61
• 5.3 小结61-62
• 第6章 结论与展望62-64
• 参考文献64-67
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果67-68
• 致谢68

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