槽式太陽能直接蒸汽熱發(fā)電系統(tǒng)性能分析與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國對于電力的需求變得越來越大。然而我國電力生產(chǎn)的絕大部分依靠燃煤的火力發(fā)電站，這導(dǎo)致了傳統(tǒng)能源的短缺和氣候變化的加劇。槽式太陽能熱發(fā)電技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用不僅能夠改變當(dāng)前以燃煤為主的電力結(jié)構(gòu)，還能有效的節(jié)省常規(guī)能源，減少CO2的排放量，近年來受到了廣泛的關(guān)注。為了提高槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)性能和降低發(fā)電成本，槽式太陽能直接蒸汽熱發(fā)電技術(shù)被提出并作為槽式熱發(fā)電技術(shù)將來的發(fā)展方向。本文對槽式直接蒸汽太陽能聚光器性能和鏡場陣列布

2、置方式等基本問題進(jìn)行了理論分析和模擬計(jì)算，著重分析了在不同季節(jié)和地區(qū)余弦效應(yīng)損失、入射角修正、集熱器末端損失和陣列排間遮擋損失對特定跟蹤方式的槽式直接蒸汽太陽能聚光器性能的影響。
　　 基于上述研究分析，本文對直接蒸汽吸熱管內(nèi)流動換熱過程進(jìn)行了模擬分析，將整個(gè)管內(nèi)流動過程劃分為過冷區(qū)、兩相區(qū)和過熱區(qū)分別予以建模，運(yùn)用VB語言編制了計(jì)算程序，對管內(nèi)流體換熱系數(shù)、干度、壓降、流體溫度以及管壁溫度等參數(shù)進(jìn)行了耦合求解，并分析了多種因素

3、對槽式直接蒸汽太陽能集熱器性能的影響。研究表明：在特定工況下，計(jì)算結(jié)果與學(xué)者S.D.Odeh的實(shí)驗(yàn)結(jié)果十分吻合，吸熱管出口溫度和壓力的相對誤差分別為2.0％與0.2％；管內(nèi)兩相區(qū)域平均壓降約為451.9Pa/m，是過冷區(qū)域平均壓降的18倍且為過熱區(qū)域平均壓降的1.28倍左右。
　　 采用擬合所得的吸熱管外壁光學(xué)聚光比分布函數(shù)求得管外壁熱流分布，經(jīng)過UDF子程序傳送給FLUENT軟件作為該管壁上的熱流邊界條件，計(jì)算分析了吸熱管外不

4、均勻熱流分布對管內(nèi)工質(zhì)及管壁溫度分布的影響。吸熱管外壁不均勻熱流分布導(dǎo)致了管外壁周向溫度分布不均，且沿著流動方向周向溫差逐漸增大。
　　 本文建立了5MW槽式直接蒸汽太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型，并在我國西藏典型時(shí)令下進(jìn)行了運(yùn)行性能模擬分析。針對槽式直接蒸汽太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)INDETEP設(shè)計(jì)運(yùn)行情況，建立了系統(tǒng)的火用成本模型，分析了設(shè)計(jì)工況下主要設(shè)備產(chǎn)品的單位火用成本分布規(guī)律。結(jié)果表明太陽能鏡場的火用損失高達(dá)23245.4kW，占