回路型重力热管太阳能蒸汽发生系统的设计及理论分析

发布时间：2020-05-01 15:54

【摘要】： 中高温蒸汽在工业上的用途非常广泛，针对工业上需求量很大的180℃左右的蒸汽，本文设计了回路型重力热管太阳能蒸汽发生系统。该系统独创性地把回路型重力热管与抛物槽聚焦集热器结合起来，利用传热性能优良的回路型重力热管把抛物槽聚焦集热器收集到的太阳能传递给锅筒内的水，产生中高温蒸汽。分析表明回路型重力热管适合与抛物槽集热器结合产生中高温蒸汽，在太阳能热利用的中高温领域有着广阔的前景。 本文具体介绍了回路型重力热管太阳能蒸汽发生系统各个部件的设计，对锅筒的设计考虑了其密封、安全阀和压力控制等问题，采用自力式压力调节阀能够使锅筒内蒸汽的压力波动小于±7％，保证了锅筒的稳定安全运行；在完成搭建回路型重力热管太阳能蒸汽发生系统装置的基础上，建立了回路型重力热管系统性能的测量系统，通过分析得到：系统的效率和集热器的效率可以根据测量锅筒的饱和蒸汽温度和压力、回路型重力热管沿程管壁温度、太阳辐射强度以及锅筒排出的蒸汽流量等参数进行计算，并分析确定了上述主要参数的测量方法。 通过对回路型重力热管太阳能蒸汽发生系统的传热过程进行热阻分析，建立了系统性能的计算模型，计算结果表明：集热器的热损失系数U，基本不受太阳辐射强度Ⅰ影响，，而受吸收涂层的发射率ε的影响比较大，吸收涂层的发射率ε越高集热器的热损失系数U，越大，采用ε=0.1的化学涂铜黑时和ε=0.9的黑板漆作为吸收涂层时，集热器的热损失系数增大了约6.43W／(m~2·K)；集热器效率η_c和系统效率η随太阳辐射强度Ⅰ的增大而增大，随发射率增大而减少；集热器效率和系统效率随锅筒内饱和蒸汽温度的升高而减少，当锅筒内饱和蒸汽的温度从170℃升高到200℃时，采用ε=0.9黑板漆、ε=0.4选择性吸收涂料和ε=0.1化学涂铜黑作为吸收涂层时，集热器效率分别减少了1.9％、1.1％和0.3％，系统效率分别减少了3.6％、2.8％和2％。
【图文】：

浙江大学硕士学位论文第一章绪论的技术基础。近30年来，太阳能利用技术在研究开发、商业化生产、市场开拓方面都获得了长足发展，成为世界快速、稳定发展的新兴产业之一。包括太阳能在内的可再生能源在下世纪将会以前所未有的速度发展，逐步成为人类的基础能源之一。据预测，到21世纪中叶，可再生能源在世界能源结构中将占到50%以上。太阳能的利用主要有两种方式，一是太阳能光利用，主要指的是太阳能电池将太阳能直接转换为电能;另外一种是太阳能热利用技术，主要利用形式有:太阳能热水器、太阳能制冷及空调、被动式太阳房、太阳能热发电等。下图是太阳能利用系统图「4〕。太赚挂收集系统.l，间能带形式能墩转海设备划召能刹川系统

3)接收管管内蒸汽的压降受管内气液两相流的流型影响;4)当集热器倾斜4o时，接收管内分层流区域会减少，接收管的热动力学性能将有所改善，截面的最大温差有所下降。图1一3是该试验的照片。图1一3倾斜的集热器文献【161指出，在低压时水的比热和导热系数等热动力学性质与高压时有显
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TK513

【引证文献】

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6 康继光;太阳能高温集热器热性能的研究[D];华南理工大学;2013年

本文编号：2646819