槽式太阳能电站双罐蓄热系统的优化设计及研究

摘要

人类社会当前面临严重的能源危机和环境问题,而太阳能是取之不尽用之不竭的可再生能源,因此太阳能发电是解决当前能源问题的重要途径之一。现代太阳能电站一般会设置蓄热系统以了保持电站持续稳定运行,提高太阳光热利用效率,是太阳能发电的关键性技术之一,对蓄热系统的研究是当前太阳能技术发展的重要一环。
　　本文首先建立了集热管的一维稳态传热模型,并对熔融盐的热物性进行了线性拟合,分析出熔融盐传热性能与温度的变化关系。根据集热管的一维传热模型分析了SchottPTR70型集热管的温度特性以及SchottPTR70型集热管的载流特性,找出了影响集热管热损耗的流速、温度等因素,为优化集热管热损失提供了依据。
　　本文对熔融盐作为传热蓄热介质的全盐集热场的散热情况进行了分析。针对全盐集热场的特点,建立了1MW槽式太阳能电站集热场及管路的布置模型,分析了熔盐泵的功耗模型。应用这一模型对高温熔盐直接保温、低温熔盐直接保温和高低温熔盐混合保温三种不同的保温方案进了分析,分析了影响三种方案保温功耗的流速、熔盐泵功率等因素,得出了高低温熔盐混合保温方案最为合适的结论。
　　最后本文对于比较适合槽式太阳能电站的双罐油盐蓄热系统,对其盐罐启动加热器进行优化设计,建立了启动加热器的热传递模型。根据这一模型,对1MW槽式太阳能蓄热系统盐罐直管束型、螺旋管型和盘管型这三种加热器分别进行了设计计算,得到了各加热器的主要尺寸,并分析了其各自的优缺点,得出了盘管加热器最优的结论。

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1 绪 论

1.1 课题的背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本论文研究内容

2 集热管热损失研究

2.1 集热管热传递模型

2.3 传热工质物性拟合

2.3 集热管热损失计算流程

2.4 Schott PTR70型集热管热损失计算

2.5 本章小结

3 直接熔盐蓄热系统集热场夜间热损失分析

3.1 槽式太阳能电站使用直接熔盐蓄热系统的意义

3.2 1MW槽式太阳能电站主要参数

3.3 系统保温能量消耗分析

3.4 保温工况分析

3.5 本章小结

4 太阳能电站蓄热系统启动加热器设计

4.1 启动加热器工作原理

4.2 启动加热器热传递模型

4.3 1MW槽式太阳能电站蓄热系统启动加热器设计

4.4 本章小结

5 结 论

5.1全文总结

5.2课题展望

致谢

参考文献