太阳能与燃气轮机互补系统性能研究

发布时间：2017-03-18 06:05

  本文关键词：太阳能与燃气轮机互补系统性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在能源短缺、环境污染、温室效应等诸多挑战的背景下,加快发展新能源已成为支持我国经济社会可持续发展的重要途径。太阳能以其储量的无限性、开发利用的清洁性等特点扮演着重要角色,成为公认的具有最佳前景的新能源之一。但是由于太阳能本身所具有的不稳定、不连续、能流密度低等固有缺陷,使得太阳能单一热利用中出现能量转换效率低、成本高等一系列难题。本文针对太阳能与燃气轮机联合循环互补系统,从能的品位匹配角度出发,开展互补系统集成机理、关键过程优化及系统集成创新等方面的研究,实现了太阳能热转功效率的提高,减少了化石燃料消耗及相应的温室气体排放,达到中低温太阳能高效热功转化和化石能源清洁利用的双重效果。具体内容如下：(1)太阳能与燃气轮机联合循环互补系统集成特性研究。基于多能源互补综合梯级利用原理,研究如何将太阳能集热按其能量品位的不同与动力子系统相耦合,分析低品位太阳热能品位提升的基本规律,阐明能量互补梯级利用中不可逆性减小的机理。以太阳能直接蒸汽发生装置(DSG)与燃气轮机联合循环(CCGT)互补系统为研究对象,对其太阳能集热特性进行了研究,总结出辐照强度、集热效率、集热温度等太阳能参数与动力参数的关系；分析太阳能蒸发给水份额对系统性能的影响,得出最佳的系统集成模式,为太阳能与燃气轮机联合循环互补系统集成提供理论指导。(2)两级式太阳能与燃气轮机联合循环互补系统集成研究。通过将不同集热温度的DSG太阳能集热场分别取代余热锅炉各个压力等级的蒸发器,构建出两级式太阳能与燃气轮机联合循环互补系统,旨在降低过程的不可逆损失,提高太阳能做功能力。中低温太阳热能与给水蒸发过程的热集成改善了余热锅炉的换热匹配,增加了底循环工质的流量,提升了中低温太阳热能品位,并实现了高效热功转化。在此基础上,针对系统变工况性能改善问题,对太阳倍数进行了优化研究。通过对系统不同条件及工况的性能分析计算和比较,得出最佳的太阳倍数值,使得系统全年太阳能净发电量最优和发电成本最低。
【关键词】：太阳能-燃气轮机联合循环 直接蒸汽发生系统 系统集成 品位
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK519;TK47
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 选题背景及其意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.3 本文研究内容13-15
• 第2章 太阳能-燃气轮机联合循环互补系统集成特性研究15-26
• 2.1 DSG系统介绍15-16
• 2.2 ISCC-DSG系统流程介绍16-17
• 2.3 系统模型17
• 2.4 系统性能分析与比较17-24
• 2.4.1 系统性能评价准则17-19
• 2.4.2 太阳能集热参数对系统性能的影响19-20
• 2.4.3 设计点系统性能分析与比较20-21
• 2.4.4 冬季某典型日热力性能分析21-23
• 2.4.5 系统经济性能分析23-24
• 2.5 本章小结24-26
• 第3章 两级式太阳能与燃气轮机联合循环互补系统集成研究26-38
• 3.1 两级式太阳能与燃气轮机联合循环互补系统的集成26-28
• 3.1.1 传统ISCC系统的结构与特点26-27
• 3.1.2 两级式ISCC-DSG系统流程27-28
• 3.2 系统模拟与基本假设28-30
• 3.3 系统热力性能分析与比较30-36
• 3.3.1 系统性能评价指标30-31
• 3.3.2 系统热力性能分析与讨论31-36
• 3.4 本章小结36-38
• 第4章 基于太阳倍数的ISCC系统优化研究38-47
• 4.1 基于太阳倍数的系统优化研究思路38-39
• 4.2 ISCC-DSG系统流程介绍39
• 4.3 系统性能评价指标39-40
• 4.4 系统热力性能分析40-44
• 4.4.1 无蓄能时系统模拟分析结果40-42
• 4.4.2 有蓄能时系统模拟分析结果42-44
• 4.5 系统热力性能分析44-45
• 4.6 本章小结45-47
• 第5章 结论与展望47-49
• 5.1 结论47-48
• 5.2 展望48-49
• 参考文献49-53
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果53-54
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作54-55
• 致谢55

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

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3 梁征;孙利霞;由长福;;DSG太阳能槽式集热器动态特性[J];太阳能学报;2009年12期

4 林汝谋;韩巍;金红光;赵雅文;;太阳能互补的联合循环(ISCC)发电系统[J];燃气轮机技术;2013年02期

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1 洪慧;燃料化学能与物理能综合梯级利用的热力循环[D];中国科学院研究生院（工程热物理研究所）;2004年

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本文编号：254021