槽式太阳能热发电系统汽轮机及热力循环研究

摘要

随着我国经济的快速发展,对电力的需求也随之增大。常规能源短缺和环境问题日益突出,积极开发新能源成为解决能源危机的主要方式之一。我国是太阳能资源丰富的国家,太阳能热发电是太阳能利用的最高形式之一,因此加快太阳能热发电规模,推动能源革命,对改变我国以煤为主的发电模式具有十分重要的现实意义。
　　在太阳能热发电的三种方式中,槽式太阳能发电技术最为成熟,已经积累了丰富的运行经验。但是对于槽式太阳能发电系统,为了保证导热油的稳定性和系统的热效率,导热油的温度一般不超过390℃,而在水蒸汽温度低于370℃时,朗肯循环的循环效率将很低。因此,针对槽式太阳能发电系统的工质参数,研究新型循环型式具有重要意义。
　　论文设计了一个MW级的槽式太阳能Kalina循环发电系统,建立了该发电系统的数学模型,对发电系统的主要参数进行了优化计算。并对发电系统的热经济性进行了模拟分析。结果表明,在同等参数水平下,Kalina循环比朗肯循环的热效率高8％左右。在对发电系统模拟的基础上,进一步分析了太阳辐射强度、进气温度、进气压力、背压等参数变化对系统功率的影响情况。为系统在不同条件下的优化提供指导意义。
　　此外,本文对适用于槽式太阳能热发电系统的汽轮机的选型和热力设计进行了研究。采用模块化建模的思想,结合汽轮机的热力设计特点和设计的基本原理,归纳总结了设计的基本流程和框架。并借助于Matlab平台,用Simulink编写设计模块的数学模型,在GUI界面上进行系统的设计,开发了小型汽轮机的热力设计软件。最后用实例机组对软件进行了测试和评价,测试结果表明,软件基本达到了设计要求。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 槽式太阳能发电研究现状

1.3 槽式太阳能Kalina循环发电的研究现状

1.4 工业汽轮机设计研究现状

1.5 课题研究内容

2 槽式太阳能Kalina循环发电系统的研究

2.1 槽式太阳能Kalina循环发电系统设计

2.2 数学模型

2.3 氨气轮机参数选取

2.4 主蒸气参数变化对氨气轮机功率的影响分析

2.5分析与讨论

2.6 本章小结

3 工业汽轮机设计的基本理论方法

3.1工业汽轮机概述

3.2通流部分设计

3.3 汽轮机级的热力设计模型

3.4 本章小结

4 汽轮机热力设计软件的开发

4.1 模块化建模

4.2 软件平台的开发

4.3 汽轮机各模块的实现和Simulink模型

4.4 汽轮机热力设计软件验证

4.5本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献

附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文