本文關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能中高溫?zé)崂眉捌鋬?chǔ)熱技術(shù)的應(yīng)用研究

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【摘要】：太陽(yáng)能中高溫?zé)崂弥泄鉄岚l(fā)電技術(shù)是一種完全清潔的發(fā)電方式,不會(huì)產(chǎn)生二次污染；然而太陽(yáng)輻射具有間歇性,為保證電能輸出的連續(xù)性和穩(wěn)定性,儲(chǔ)熱系統(tǒng)必不可少。目前的太陽(yáng)能熱電站均是商業(yè)化規(guī)模,對(duì)于小型太陽(yáng)能熱電站及其儲(chǔ)熱裝置的研究并不充分。本課題針對(duì)小型的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)中儲(chǔ)熱裝置,開(kāi)展了以下幾個(gè)方面的研究工作：以南京地區(qū)某別墅群建筑(共10棟單體別墅,每棟別墅建筑面積1104.2m2)為研究對(duì)象,采用能耗模擬軟件對(duì)其進(jìn)行建模和模擬；對(duì)該別墅群建筑的小型太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)中的儲(chǔ)熱系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算；建立儲(chǔ)熱熔鹽罐的物理模型和數(shù)學(xué)模型；運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS分別對(duì)熱鹽罐和冷鹽罐的保溫層厚度、內(nèi)部熔鹽分布情況、以及液位與熱損失關(guān)系進(jìn)行模擬和分析：并模擬研究了不同儲(chǔ)熱溫度、不同高徑比、外界環(huán)境溫度和風(fēng)速對(duì)儲(chǔ)熱熔鹽罐熱損失的影響。主要得到以下結(jié)果：1、對(duì)于設(shè)計(jì)容量為400kW、儲(chǔ)熱溫度292～386℃、儲(chǔ)熱6h的太陽(yáng)能儲(chǔ)熱系統(tǒng),計(jì)算得到儲(chǔ)熱熔鹽罐尺寸為：內(nèi)徑7.2m,熱鹽罐體積204m3、內(nèi)部熔鹽高3.4m；冷鹽罐200m3、內(nèi)部熔鹽高3.3m。2、側(cè)壁保溫層厚度影響熔鹽的溫度分布,頂部的保溫層厚度影響熔鹽上方空氣的溫度分布；罐底邊緣位置是保溫薄弱環(huán)節(jié),需要加強(qiáng)此處的傳熱與保溫；對(duì)于本次設(shè)計(jì)的熔鹽罐,建議熱鹽罐保溫層厚度為0.4m,冷鹽罐保溫層厚度為0.3m。3、熔鹽沿高度方向分布的規(guī)律決定了熔鹽泵吸入口的安裝位置：熱鹽罐主體溫度分布在0.66m-3.25m,因此熱鹽泵吸入口應(yīng)不低于0.66m；冷鹽罐主體溫度分布在0.33m-3.20m,因此冷鹽泵吸入口應(yīng)不低于0.33m。4、隨著儲(chǔ)熱溫度的升高,儲(chǔ)熱罐的熱損失呈上升趨勢(shì),但是增長(zhǎng)速率變得緩慢,因此在條件允許的范圍內(nèi),盡量提高儲(chǔ)熱溫度；同時(shí),提高儲(chǔ)熱溫度也會(huì)減少儲(chǔ)熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸,降低儲(chǔ)熱系統(tǒng)的初投資。由于主流蒸汽的溫度一般在370℃以上,因此儲(chǔ)熱溫度不宜低于380℃。5、不同高徑比(0.5-2.0)下的儲(chǔ)熱熔鹽罐,當(dāng)保溫結(jié)構(gòu)相同時(shí),總散熱損失呈現(xiàn)先減小后變大的變化趨勢(shì),在1.4達(dá)到最小。當(dāng)環(huán)境溫度從-5.2℃升高到37.2℃,儲(chǔ)熱罐的熱損失隨之呈線性遞減,因此冬季為了防止內(nèi)部熔鹽溫度過(guò)低,需要開(kāi)啟輔助加熱裝置來(lái)彌補(bǔ)散熱損失。當(dāng)風(fēng)速?gòu)?增大到11m/s,儲(chǔ)熱罐熱損失隨之呈現(xiàn)增加趨勢(shì),并且當(dāng)風(fēng)速小于2m/s時(shí),隨著風(fēng)速的增大,熱損失的增長(zhǎng)速率要大于風(fēng)速大于2m/s時(shí)的情況。本文通過(guò)計(jì)算和模擬分析了儲(chǔ)熱熔鹽罐溫度分布以及熱損失的影響因素,為小型的熱發(fā)電儲(chǔ)熱熔鹽罐的設(shè)計(jì)提供了指導(dǎo)性的建議。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM615

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本文編號(hào)：1149330