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槽式太阳能热发电系统性能分析

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 22:03:52
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槽式太阳能热发电系统性能分析【摘要】:作为一种适宜于大规模并网发电的太阳能转换技术,槽式抛物面太阳能热发电日益成为国际上的研究和应用热点。我国具有丰富的太阳能资源、广阔的未利用土地

【摘要】:作为一种适宜于大规模并网发电的太阳能转换技术,槽式抛物面太阳能热发电日益成为国际上的研究和应用热点。我国具有丰富的太阳能资源、广阔的未利用土地,以及较为完善的基础设施等有利条件,适合太阳能电站的发展。槽式太阳能热发电技术是最有发展潜力的太阳能热发电技术形式,但由于较低的系统效率大大限制了该技术的发展。本文通过建立槽式太阳能热发电系统模型,模拟分析系统性能,综合分析性能参数特性,为我国典型的气象条件下槽式太阳能热发电技术的发展提供依据。 首先,建立了槽式抛物面太阳能热发电系统模型,分析确定了系统各参数。系统采用双回路循环模式,分为聚光集热子系统、换热子系统和动力子系统。分别介绍了系统中的过热器、再热器、蒸汽发生器、预热器、汽轮机和回热加热器等重要部件,分析了各部件中流体的热力学性质,并对各部件进行了传热性能分析。由额定功率下的参考参数,通过简化计算获得了汽轮机的各级抽汽份额和汽耗量,继而得出预热器、蒸汽发生器、过热器和再热器中流体的参数。并确定聚光集热子系统中传热工质HTF的温度和流量。 其次,模拟分析了气象条件、HTF温度和冷却方式对系统性能的影响。分析得出直射辐射强度DNI是影响系统性能的主要气象因素,同时环境温度和风速也对系统性能有一定的影响。并通过对比拉萨和和田两地的电站运行情况,选择拉萨地区作为进一步研究的选址。模拟结果表明系统发电量随着HTF温度的升高而升高,且增幅逐渐减小;由于受限于系统换热子系统和聚光子系统的要求,综合分析得出系统的最佳温度。拉萨电站湿式冷却的逐月发电量都高于干式冷却,得出系统最佳性能的冷却方式为湿式冷却。 最后,对系统进行了EUD图像分析和灰箱模型(?)分析。由各个子系统进行了EUD图像分析得出系统的最大(?)损失在于聚光集热子系统,高达总输入(?)的61.8%。由系统的灰箱模型(?)分析得出系统的(?)效率为27.9%。(?)利用的薄弱环节在于聚光集热子系统,其烟效率只有38.2%,占总(?)损失的85.7%;动力子系统的(?)利用效率也有待于提高,其(?)效率为77.6%,占总(?)损失的11.2%;换热子系统的(?)效率94.1%,占总(?)损失的3.1%。提高系统(?)效率的关键在于提高聚光集热过程的效率,降低其中光学(?)损失和光热转换(?)损失。 【关键词】:太阳能热发电 槽式系统 SAM模拟 (?)分析
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM615
【目录】:
  • 摘要10-12
  • ABSTRACT12-14
  • 符号表14-15
  • 1 绪论15-25
  • 1.1 研究背景15-20
  • 1.1.1 我国能源现状15-18
  • 1.1.2 太阳能利用现状18-20
  • 1.2 太阳能热发电技术20-23
  • 1.2.1 槽式太阳能热发电技术20-21
  • 1.2.2 塔式太阳能热发电技术21-22
  • 1.2.3 碟式太阳能热发电技术22
  • 1.2.4 三种太阳能热发电系统的比较22-23
  • 1.3 研究目的及内容23-25
  • 1.3.1 研究目的23
  • 1.3.2 研究内容23-25
  • 2 槽式太阳能热发电技术的研究现状25-42
  • 2.1 槽式太阳能热发电技术原理25
  • 2.2 槽式太阳能热发电技术特点25-27
  • 2.3 槽式太阳能热发电系统构成27-34
  • 2.3.1 聚光集热子系统27-31
  • 2.3.2 蓄热子系统31-33
  • 2.3.3 换热子系统33
  • 2.3.4 辅助能源子系统33
  • 2.3.5 动力发电子系统33-34
  • 2.3.6 监控子系统34
  • 2.4 典型的槽式太阳能热发电系统34-42
  • 2.4.1 朗肯循环系统35-37
  • 2.4.2 有机朗肯循环系统37-38
  • 2.4.3 直接蒸汽循环系统38-41
  • 2.4.4 太阳能联合循环系统41-42
  • 3 槽式太阳能热发电系统模型建立及参数分析42-54
  • 3.1 槽式太阳能热发电系统模型建立42-47
  • 3.1.1 过热器/再热器43-44
  • 3.1.2 蒸汽发生器44
  • 3.1.3 预热器44-45
  • 3.1.4 汽轮机45-46
  • 3.1.5 冷凝器46
  • 3.1.6 表面式回水加热器46
  • 3.1.7 除氧器46-47
  • 3.2 槽式太阳能热发电系统相关参数分析及确定47-53
  • 3.2.1 第二回路参数47-50
  • 3.2.2 第一回路参数50-53
  • 3.3 槽式太阳能热发电系统参数确定53
  • 3.4 本章小结53-54
  • 4 槽式太阳能热发电系统的模拟及结果分析54-63
  • 4.1 SAM软件介绍54-55
  • 4.2 气象条件对系统性能的影响55-59
  • 4.2.1 直射辐射强度55-57
  • 4.2.2 环境温度57
  • 4.2.3 风速57-58
  • 4.2.4 三种气象条件的综合分析58-59
  • 4.3 HTF进出口温度对系统性能的影响59-61
  • 4.4 冷凝方式对系统性能的影响61
  • 4.5 本章小结61-63
  • 5 槽式太阳能热发电系统的热力学分析63-69
  • 5.1 槽式太阳能热发电系统的EUD分析63-65
  • 5.1.1 聚光集热子系统63-64
  • 5.1.2 换热子系统64-65
  • 5.1.3 动力子系统65
  • 5.2 电站系统的灰箱(?)分析65-68
  • 5.2.1 聚光集热子系统66
  • 5.2.2 换热子系统66-67
  • 5.2.3 动力子系统67
  • 5.2.4 槽式太阳能热发电系统效率分析67-68
  • 5.3 本章小结68-69
  • 6 全文总结及建议69-71
  • 6.1 全文总结69-70
  • 6.2 建议70-71
  • 参考文献71-76
  • 致谢76-77
  • 攻读硕士学位期间发表论文情况77-78
  • 学位论文评阅及答辩情况表78


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