AA-CAES概念系统设计计算及性能分析

发布时间：2017-09-30 05:19

  本文关键词：AA-CAES概念系统设计计算及性能分析

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【摘要】：传统化石能源的开发利用带来了自然资源的日益枯竭和生态破坏等问题,积极开发各种新能源可有效解决传统的电力能源行业带来的环境问题。但新能源产生的电能,如风能或太阳能,由于间歇性和波动性等特点很多时候难以并网。另一方面,随着电力行业的发展,电网调峰要求也越来越高,这时用于调峰的电厂的效率必然会受到影响。此背景下,开发大规模储能系统是解决上述问题的有效方法。在各种储能技术中,压缩空气储能由于规模大、效率高、安全可靠等优点受到人们的关注。目前,传统压缩空气储能(CAES)系统已经成功实现商业化,但由于其需要燃烧天然气、排放CO2等,人们又提出带有储热装置的高级绝热压缩空气储能系统(AA-CAES)系统,该系统通过存储空气压缩过程中的热量,摆脱了对天然气的依赖,避免了CO2的排放。虽尚未实现商业化,但目前AA-CAES系统被视为最具市场潜力的储能技术。针对AA-CAES系统,提出了基于液态储热介质和固态储热介质的高级绝热压缩空气储能概念系统;建立了储能系统各个部件的热力学模型。对于以液态储热介质进行储热的系统,详细分析了储能系统的关键参数,如储气压力、压缩和膨胀级数、换热器压损,对系统的循环效率和储能密度等性能的影响;以循环效率最高为目标,对性能进行了优化计算。对于以固态储热介质进行储热的系统,详细展示了储热器内部的温度变化过程,提出了一种分级储热方案,以提高储能系统的工作性能。以此为基础,提出了两种带有电加热器的混合储能系统,并对其热力性能进行了对比分析。最后,对两类储能系统进行对比。
【关键词】：绝热压缩空气储能 循环效率 储能密度 复合储能系统 系统结构
【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】：TK02
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9-12
• 1.2 国内外研究发展现状12-14
• 1.2.1 传统压缩空气储能系统12-13
• 1.2.2 带储热的压缩空气储能系统13-14
• 1.2.3 超临界压缩空气储能系统14
• 1.3 本文研究内容14-15
• 第2章 基于回热式换热器的压缩空气储能系统15-31
• 2.1 系统概况15
• 2.2 系统热力学模型15-19
• 2.2.1 储能过程16-17
• 2.2.2 释能过程17-18
• 2.2.3 系统循环18-19
• 2.3 系统热力性能分析19-30
• 2.3.1 压缩、膨胀级数的组合关系20-22
• 2.3.2 储能系统级数对其性能的影响22-25
• 2.3.3 储气室压力对系统性能的影响25-27
• 2.3.4 换热器效能对系统性能的影响27-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第3章 基于蓄热式换热器的压缩空气储能系统31-43
• 3.1 系统概述31
• 3.2 系统热力学模型31-33
• 3.3 系统热力性能分析33-34
• 3.4 储热介质的量对系统的影响34-36
• 3.5 分级储热36-39
• 3.5.1 多级储热器热力学模型37
• 3.5.2 多级储热对性能热力性能的影响37-39
• 3.6 混合储能系统39-41
• 3.7 本章小结41-43
• 第4章 两类系统对比43-45
• 4.1 两类系统的对比分析43-44
• 4.2 本章小结44-45
• 第5章 结论与展望45-47
• 5.1 结论45-46
• 5.2 展望46-47
• 参考文献47-50
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果50-51
• 致谢51

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本文编号：946362