带蓄热的太阳能有机朗肯循环热电联产系统研究
发布时间：2021-03-03 19:28
太阳能有机朗肯循环（organic Rankine cycle,简称ORC）热电联产（combined heat and power,简称CHP）是提高中低温太阳能热利用综合能效的重要途径。由于太阳能具有能流密度低,辐照不稳定等特点,在太阳能ORC-CHP系统之间配置蓄热单元,可缓解热源波动对系统运行稳定性和可靠性的影响。为发展高效稳定太阳能ORCCHP关键技术,需通过热力学分析研究带蓄热的太阳能ORC-CHP系统运行特性,通过部件设备优化改善蓄热罐等设备的工作性能,通过建立系统的综合评价体系,指导不同应用场景下的太阳能ORC-CHP系统具体技术方案设计,从而为保障太阳能ORC-CHP系统高效稳定运行提供技术支撑。本文基于热力学基本理论,建立了带分层蓄热水罐的三种不同类型的太阳能ORC-CHP系统热力学模型,在满足用户用电和供热需求条件下,分析了蓄热参数对太阳能ORC-CHP系统输出热电特性的影响规律,研究了典型地区带蓄热的太阳能ORC-CHP系统全年度运行特性。针对蓄热罐优化设计和运行,本文基于Fluent软件,选取分层水罐作为研究对象,建立了带缓冲板的蓄热水罐流动与传热模型,研究了...
【文章来源】：北京石油化工学院北京市
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
学位论文数据集
摘要
abstract
符号说明
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 太阳能ORC-CHP系统的工质优选
1.2.2 太阳能ORC-CHP系统热力循环构建及运行参数优化
1.2.3 太阳能中低温蓄热技术
1.2.4 太阳能ORC-CHP系统评价
1.3 本文的研究内容
第二章 带蓄热的太阳能ORC-CHP系统热力学分析
2.1 带蓄热的太阳能ORC-CHP系统构建及热力学模型
2.1.1 带蓄热的太阳能ORC-CHP系统构建
2.1.2 带蓄热的太阳能ORC-CHP系统热力学模型
2.2 蓄热参数对太阳能ORC-CHP系统性能影响
2.2.1 蓄热方式对ORC发电性能影响
2.2.2 蓄热温度对ORC发电性能影响
2.2.3 蓄热温度对太阳能集热器性能影响
2.2.4 蓄热温度对太阳能ORC发电性能影响
2.2.5 蓄热式ORC-CHP供热性能分析
2.3 带蓄热的太阳能ORC-CHP系统运行特性研究
2.3.1 带蓄热太阳能ORC-CHP系统方案设计
2.3.2 全年度系统运行特性分析
2.4 小结
第三章 太阳能ORC-CHP系统中分层蓄热水罐蓄/放热规律研究.
3.1 分层蓄热水罐的物理数学模型
3.1.1 分层蓄热水罐的结构
3.1.2 分层蓄热水罐物理模型
3.1.3 数学模型
3.1.4 物性、边界条件和初始条件
3.2 模型求解及验证
3.2.1 计算区域离散
3.2.2 控制方程的离散及求解策略
3.2.3 模型验证
3.2.4 网格无关解
3.3 影响因素分析
3.3.1 缓冲板对温度分层的影响
3.3.2 保温层厚度影响
3.3.3 蓄/放热性能对比
3.4 分层水罐放热性能影响规律研究
3.4.1 模拟工况设计
3.4.2 蓄热罐性能评价指标
3.4.3 分层水罐结构参数对放热性能的影响
3.4.4 分层水罐运行参数对放热性能的影响
3.5 本章小结
第四章 带蓄热的太阳能ORC-CHP系统性能评价
4.1 典型带蓄热的太阳能ORC-CHP方案
4.1.1 典型场景选取
4.1.2 热电联产方案及系统设备选型
4.2 带蓄热的太阳能ORC-CHP技术性评价
4.2.1 技术性评价指标
4.2.2 不同方案技术性分析与评价
4.3 带蓄热的太阳能ORC-CHP环境效益分析与评价
4.3.1 环境效益评价指标
4.3.2 不同方案环境效益分析与评价
4.4 带蓄热的太阳能ORC-CHP经济性分析与评价
4.4.1 经济性评价指标
4.4.2 不同方案经济性分析与评价
4.5 带蓄热的太阳能ORC-CHP多指标综合评价
4.5.1 混合灰色关联多层次综合评价方法
4.5.2 多指标综合评价结果与讨论
4.6 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者及导师简介
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]钟祥配电网建设改造社会效益评价分析[J]. 孟旭峰,王攀,王枭. 南方农机. 2019(04)
[2]采用不同集热器的太阳能有机朗肯-闪蒸循环性能分析[J]. 卜宪标,刘茜,李华山,王令宝,谢宁. 化工进展. 2018(08)
[3]不同太阳能利用区有机朗肯循环工质的选择[J]. 王瑞祥,沈阳,陈启超,徐荣吉. 热科学与技术. 2018(03)
[4]R245fa、R123对太阳能有机朗肯循环系统性能的影响[J]. 沈阳,王瑞祥. 太阳能学报. 2017(11)
[5]基于有机朗肯循环的低温太阳能发电系统工质的选择[J]. 赵春华,郑思宇,汪成康,梁志鹏. 三峡大学学报(自然科学版). 2017(03)
[6]槽式太阳能有机朗肯循环发电系统的模拟研究[J]. 安玉磊,陈九法,章智博. 发电设备. 2017(02)
[7]储热水箱分层性能指标的研究进展[J]. 王崇愿,张华,王子龙. 制冷技术. 2016(04)
[8]蓄热过程强化技术的应用研究进展[J]. 孟锋,安青松,郭孝峰,赵军,邓帅,赵栋. 化工进展. 2016(05)
[9]太阳能集热系统储热水箱分层特性的实验分析[J]. 王崇愿,王子龙,张华,车敏. 制冷技术. 2016(02)
[10]太阳能蓄热单元蓄热过程的数值模拟与优化[J]. 吕彦力,王建军,郝亚萍,袁培. 轻工学报. 2016(02)
博士论文
[1]直流式气液旋流分离器数值模拟方法及分离规律研究[D]. 邓雅军.中国石油大学(北京) 2018
[2]有机朗肯循环多目标参数优化及经济环境影响评价[D]. 王华荣.华北电力大学(北京) 2017
[3]基于有机朗肯循环的中低温太阳能热综合利用系统的研究[D]. 宋建忠.东南大学 2016
[4]太阳能热发电斜温层单罐蓄热特性研究[D]. 汉京晓.华北电力大学 2015
[5]熔融盐高温斜温层混合蓄热的热过程特性[D]. 左远志.华南理工大学 2010
[6]低品位热能有机物朗肯动力循环机理研究和实验验证[D]. 顾伟.上海交通大学 2010
[7]分布式冷热电联产系统的多目标热力学优化理论与应用研究[D]. 吴大为.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]低品位热能有机朗肯循环特性与效率优化的研究[D]. 刘玉兰.东南大学 2016
[2]分布式能源系统分析与优化研究[D]. 郑卫东.东南大学 2016
[3]燃气与燃煤热电联产项目投资效益及其关联度研究[D]. 王燕军.华北电力大学(北京) 2016
[4]热水蓄热罐在热电联产供热系统中的应用研究[D]. 柳文洁.哈尔滨工业大学 2016
[5]生物质燃料炉驱动的小型有机朗肯循环三联供系统的设计与优化[D]. 李子申.天津大学 2016
[6]分层储热水箱设计及其对太阳能集热器效率的影响研究[D]. 陈丹丹.兰州理工大学 2014
[7]基于AHP-熵值法的有机朗肯循环综合评价分析[D]. 王德华.重庆大学 2014
[8]基于灰色层次分析法的热电联产项目风险评价研究[D]. 吴健民.华北电力大学 2012
[9]低品位热能驱动的热电联产有机朗肯循环系统优化与评价[D]. 洪光.重庆大学 2012
[10]太阳能低温朗肯循环系统适用工质的理论和实验研究[D]. 王晓东.天津大学 2008
本文编号：3061806
【文章来源】：北京石油化工学院北京市
【文章页数】：105 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
学位论文数据集
摘要
abstract
符号说明
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 太阳能ORC-CHP系统的工质优选
1.2.2 太阳能ORC-CHP系统热力循环构建及运行参数优化
1.2.3 太阳能中低温蓄热技术
1.2.4 太阳能ORC-CHP系统评价
1.3 本文的研究内容
第二章 带蓄热的太阳能ORC-CHP系统热力学分析
2.1 带蓄热的太阳能ORC-CHP系统构建及热力学模型
2.1.1 带蓄热的太阳能ORC-CHP系统构建
2.1.2 带蓄热的太阳能ORC-CHP系统热力学模型
2.2 蓄热参数对太阳能ORC-CHP系统性能影响
2.2.1 蓄热方式对ORC发电性能影响
2.2.2 蓄热温度对ORC发电性能影响
2.2.3 蓄热温度对太阳能集热器性能影响
2.2.4 蓄热温度对太阳能ORC发电性能影响
2.2.5 蓄热式ORC-CHP供热性能分析
2.3 带蓄热的太阳能ORC-CHP系统运行特性研究
2.3.1 带蓄热太阳能ORC-CHP系统方案设计
2.3.2 全年度系统运行特性分析
2.4 小结
第三章 太阳能ORC-CHP系统中分层蓄热水罐蓄/放热规律研究.
3.1 分层蓄热水罐的物理数学模型
3.1.1 分层蓄热水罐的结构
3.1.2 分层蓄热水罐物理模型
3.1.3 数学模型
3.1.4 物性、边界条件和初始条件
3.2 模型求解及验证
3.2.1 计算区域离散
3.2.2 控制方程的离散及求解策略
3.2.3 模型验证
3.2.4 网格无关解
3.3 影响因素分析
3.3.1 缓冲板对温度分层的影响
3.3.2 保温层厚度影响
3.3.3 蓄/放热性能对比
3.4 分层水罐放热性能影响规律研究
3.4.1 模拟工况设计
3.4.2 蓄热罐性能评价指标
3.4.3 分层水罐结构参数对放热性能的影响
3.4.4 分层水罐运行参数对放热性能的影响
3.5 本章小结
第四章 带蓄热的太阳能ORC-CHP系统性能评价
4.1 典型带蓄热的太阳能ORC-CHP方案
4.1.1 典型场景选取
4.1.2 热电联产方案及系统设备选型
4.2 带蓄热的太阳能ORC-CHP技术性评价
4.2.1 技术性评价指标
4.2.2 不同方案技术性分析与评价
4.3 带蓄热的太阳能ORC-CHP环境效益分析与评价
4.3.1 环境效益评价指标
4.3.2 不同方案环境效益分析与评价
4.4 带蓄热的太阳能ORC-CHP经济性分析与评价
4.4.1 经济性评价指标
4.4.2 不同方案经济性分析与评价
4.5 带蓄热的太阳能ORC-CHP多指标综合评价
4.5.1 混合灰色关联多层次综合评价方法
4.5.2 多指标综合评价结果与讨论
4.6 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
研究成果及发表的学术论文
作者及导师简介
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]钟祥配电网建设改造社会效益评价分析[J]. 孟旭峰,王攀,王枭. 南方农机. 2019(04)
[2]采用不同集热器的太阳能有机朗肯-闪蒸循环性能分析[J]. 卜宪标,刘茜,李华山,王令宝,谢宁. 化工进展. 2018(08)
[3]不同太阳能利用区有机朗肯循环工质的选择[J]. 王瑞祥,沈阳,陈启超,徐荣吉. 热科学与技术. 2018(03)
[4]R245fa、R123对太阳能有机朗肯循环系统性能的影响[J]. 沈阳,王瑞祥. 太阳能学报. 2017(11)
[5]基于有机朗肯循环的低温太阳能发电系统工质的选择[J]. 赵春华,郑思宇,汪成康,梁志鹏. 三峡大学学报(自然科学版). 2017(03)
[6]槽式太阳能有机朗肯循环发电系统的模拟研究[J]. 安玉磊,陈九法,章智博. 发电设备. 2017(02)
[7]储热水箱分层性能指标的研究进展[J]. 王崇愿,张华,王子龙. 制冷技术. 2016(04)
[8]蓄热过程强化技术的应用研究进展[J]. 孟锋,安青松,郭孝峰,赵军,邓帅,赵栋. 化工进展. 2016(05)
[9]太阳能集热系统储热水箱分层特性的实验分析[J]. 王崇愿,王子龙,张华,车敏. 制冷技术. 2016(02)
[10]太阳能蓄热单元蓄热过程的数值模拟与优化[J]. 吕彦力,王建军,郝亚萍,袁培. 轻工学报. 2016(02)
博士论文
[1]直流式气液旋流分离器数值模拟方法及分离规律研究[D]. 邓雅军.中国石油大学(北京) 2018
[2]有机朗肯循环多目标参数优化及经济环境影响评价[D]. 王华荣.华北电力大学(北京) 2017
[3]基于有机朗肯循环的中低温太阳能热综合利用系统的研究[D]. 宋建忠.东南大学 2016
[4]太阳能热发电斜温层单罐蓄热特性研究[D]. 汉京晓.华北电力大学 2015
[5]熔融盐高温斜温层混合蓄热的热过程特性[D]. 左远志.华南理工大学 2010
[6]低品位热能有机物朗肯动力循环机理研究和实验验证[D]. 顾伟.上海交通大学 2010
[7]分布式冷热电联产系统的多目标热力学优化理论与应用研究[D]. 吴大为.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]低品位热能有机朗肯循环特性与效率优化的研究[D]. 刘玉兰.东南大学 2016
[2]分布式能源系统分析与优化研究[D]. 郑卫东.东南大学 2016
[3]燃气与燃煤热电联产项目投资效益及其关联度研究[D]. 王燕军.华北电力大学(北京) 2016
[4]热水蓄热罐在热电联产供热系统中的应用研究[D]. 柳文洁.哈尔滨工业大学 2016
[5]生物质燃料炉驱动的小型有机朗肯循环三联供系统的设计与优化[D]. 李子申.天津大学 2016
[6]分层储热水箱设计及其对太阳能集热器效率的影响研究[D]. 陈丹丹.兰州理工大学 2014
[7]基于AHP-熵值法的有机朗肯循环综合评价分析[D]. 王德华.重庆大学 2014
[8]基于灰色层次分析法的热电联产项目风险评价研究[D]. 吴健民.华北电力大学 2012
[9]低品位热能驱动的热电联产有机朗肯循环系统优化与评价[D]. 洪光.重庆大学 2012
[10]太阳能低温朗肯循环系统适用工质的理论和实验研究[D]. 王晓东.天津大学 2008
本文编号：3061806
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