槽式太阳能热发电全系统热性能建模与仿真分析

发布时间：2021-01-26 13:37

　　随着槽式太阳能热发商业应用的快速发展和其在发电领域所具有的优势和前景,对其进行热性能仿真和提高集热管效率也迫在眉睫。目前已有的研究大多针对单个集热器进行实验或模拟计算,对于多个集热器串联,按照实际电厂运行的研究较少。与此同时,目前基于管内对流换热的研究,主要集中在增加集热管内部翅片结构,如圆形、矩形翅片,而不同翅片的差异性研究较少,因此对于集热管内不同翅片结构强化对流换热还需进一步研究。本文针对抛物面槽式太阳能光热发电厂,建立完整运行模型并编写程序进行数值计算研究,同时研究了不同翅片对改善管内对流换热的效果。主要工作如下:抛物面槽式光热发电厂系统模型建立。进行槽式集热器二维热平衡建模,根据传热热阻图建立了相应的热平衡方程、传热方程,并且在此基础上形成求解集热器传热工质出口温度的迭代算法。根据电厂实际运行情况,建立传热工质流量迭代算法、储能系统在电厂运行过程中温度、质量变化方程。分析目前槽式太阳能电厂常用运行工况,建立了包含多个工况的电厂控制流程。研究了太阳辐照量、导热油入口温度、环境温度、环境风速、传热工质流速等因素对集热器出口工质温度的影响。计算了电厂全年逐时运行参数,包括循环回路工... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

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我国太阳能资源分布

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文太阳能发电包括了为光伏发电和光热发电。由于光伏发电存在不稳定性和间歇性，其电能质量低，并网要求高，将对电网运营造成冲击。相对于光伏发电，带有储能系统的太阳能光热发电厂，输出电力稳定，电力具有可调节性，易于并网，易于与化石燃料及其他可再生能源耦合、投资效益高[3]。自 2012 年以来，全世界聚光太阳能光热发电的装机容量已增加了三倍，到达4500MW。据国际能源署 2014 年数据，如图 1-2 所示，聚光太阳能光热发电容量自 2009 以来显著增长，主要集中在西班牙和美国。除了美国和西班牙，中东、北非地区，南非，智利，澳大利亚，中国等国相继展开了研究。在此期间，聚光太阳能光热发电投资增加了近 280%，达到 69 亿美元。

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文来加热管中的传热工质，并由蓄热装置贮存，然后与动力岛中大多数的冷工质是水，水被加热成水蒸气到汽轮机做功，做功中吸热，如此往复循环[7]。抛物面槽式太阳能热发电，由于其做到很大，适用于进行大规模的光热发电，并且槽式系统结构行前期的安装和后期的维护；但是运行时传热工质的温度相与其他系统相比，比较复杂，系统总效率较低，仅有 20%[8]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]聚光型太阳能热发电系统非均匀辐射能流特性及解决方法的研究进展[J]. 何雅玲,王坤,杜保存,邱羽,郑章靖,梁奇.  科学通报. 2016(30)
[2]槽式太阳能聚光集热器传热特性分析[J]. 王金平,王军,张耀明,毕小龙.  农业工程学报. 2015(07)
[3]双轴跟踪槽式太阳能集热器性能试验[J]. 马炎,陈海军,钱裕,王银峰,马婷婷,朱跃钊.  热力发电. 2015(01)
[4]槽式太阳能真空集热管的热损失研究[J]. 龚广杰,王军,黄鑫炎,郝梦龙,张耀明.  太阳能学报. 2011(04)

博士论文
[1]太阳能与燃煤机组互补电站热力特性与集成机理研究[D]. 胡永生.华北电力大学 2014

硕士论文
[1]高超声速飞行器尾焰红外辐射特性研究[D]. 张筱娴.哈尔滨工业大学 2016
[2]一种槽式太阳能聚光集热器的热性能实验研究[D]. 仇秋玲.东南大学 2016
[3]抛物面槽式太阳能系统性能的分析与优化[D]. 徐倩.中国科学技术大学 2015
[4]槽式太阳能热发电计算的模拟仿真[D]. 宋士金.内蒙古工业大学 2014
[5]太阳能热发电站热力系统动态特性仿真[D]. 罗波.重庆大学 2014
[6]槽式太阳能辅助燃煤发电系统热性能研究[D]. 付立.华北电力大学 2014
[7]槽式太阳能集热系统与燃煤机组混合发电系统的热力特性研究[D]. 曹伟伟.重庆大学 2013
[8]槽式太阳能集热场辅助燃煤发电系统的性能分析[D]. 於震跃.华北电力大学 2012
[9]槽式太阳能集热器热性能分析与实验[D]. 陈庚.重庆大学 2012
[10]槽式太阳能热发电系统性能分析[D]. 田素乐.山东大学 2012



本文编号：3001207