槽式太陽能直接蒸汽熱發(fā)電系統性能分析與實驗研究.pdf

1、隨著經濟的快速發(fā)展，中國對于電力的需求變得越來越大。然而我國電力生產的絕大部分依靠燃煤的火力發(fā)電站，這導致了傳統能源的短缺和氣候變化的加劇。槽式太陽能熱發(fā)電技術大規(guī)模應用不僅能夠改變當前以燃煤為主的電力結構，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注。為了提高槽式太陽能熱發(fā)電系統性能和降低發(fā)電成本，槽式太陽能直接蒸汽熱發(fā)電技術被提出并作為槽式熱發(fā)電技術將來的發(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行了理論分析和模擬計算，著重分析了在不同季節(jié)和地區(qū)余弦效應損失、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流動換熱過程進行了模擬分析，將整個管內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，運用VB語言編制了計算程序，對管內流體換熱系數、干度、壓降、流體溫度以及管壁溫度等參數進行了耦合求解，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，計算結果與學者S.D.Odeh的實驗結果十分吻合，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聚光比分布函數求得管外壁熱流分布，經過UDF子程序傳送給FLUENT軟件作為該管壁上的熱流邊界條件，計算分析了吸熱管外不

4、均勻熱流分布對管內工質及管壁溫度分布的影響。吸熱管外壁不均勻熱流分布導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)電系統的仿真模型，并在我國西藏典型時令下進行了運行性能模擬分析。針對槽式直接蒸汽太陽能熱發(fā)電系統INDETEP設計運行情況，建立了系統的火用成本模型，分析了設計工況下主要設備產品的單位火用成本分布規(guī)律。結果表明太陽能鏡場的火用損失高達23245.4kW，占