【摘要】：CSP系統(tǒng),即concentrated solar power system,聚焦太陽(yáng)能系統(tǒng),是一種通過(guò)利用反射鏡或聚焦鏡大面積聚焦太陽(yáng)光產(chǎn)生高溫,再用導(dǎo)熱油或熔融鹽等導(dǎo)熱介質(zhì)將產(chǎn)生的熱量帶走,并連接蒸汽發(fā)生器與汽輪機(jī),從而進(jìn)行發(fā)電的系統(tǒng),又稱為光熱發(fā)電。由于其熱量來(lái)源為太陽(yáng)能,因此相比于其他新能源具有更好的經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性。CSP系統(tǒng)主要由三個(gè)部分構(gòu)成,分別為集熱系統(tǒng)、熱量傳輸和儲(chǔ)存系統(tǒng)及發(fā)電系統(tǒng)。集熱系統(tǒng)包括聚焦鏡場(chǎng)與集熱器。熱量傳輸和儲(chǔ)存系統(tǒng)則主要包括管道與儲(chǔ)熱罐,通過(guò)儲(chǔ)熱罐來(lái)儲(chǔ)存高峰期的熱能,從而延長(zhǎng)系統(tǒng)整體的工作時(shí)間,提高能量利用率。發(fā)電系統(tǒng)則與常規(guī)的熱電站沒(méi)有不同,都是通過(guò)熱交換器產(chǎn)生蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電。本課題的研究?jī)?nèi)容為塔式太陽(yáng)能熔鹽回路的建模與瞬態(tài)分析,通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的塔式光熱電站的方案進(jìn)行分析,基于一個(gè)50MWe TMSR-CSP塔式太陽(yáng)能電站的理論設(shè)計(jì),對(duì)其系統(tǒng)的瞬態(tài)特性進(jìn)行模擬,通過(guò)模擬計(jì)算對(duì)其各方面性能參數(shù)進(jìn)行分析,并分析工作條件的變化對(duì)其性能的影響,得出其瞬態(tài)響應(yīng)特性,確保其在工程上的可行性,并編寫(xiě)系統(tǒng)的控制程序,控制系統(tǒng)各部件的運(yùn)行,從而為CSP電站在實(shí)際工程上的運(yùn)行方案提供理論基礎(chǔ)。本文的主要工作內(nèi)容包括:1.基于面向?qū)ο蟮腗odelica編程語(yǔ)言建立一套完整的太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)熔鹽回路的模型,主要包括吸熱器、熱交換器和熔鹽儲(chǔ)罐等部分,計(jì)算包括溫度、速度、質(zhì)量流速在內(nèi)的各項(xiàng)參數(shù),驗(yàn)證系統(tǒng)內(nèi)各部件的功能,并保證以上運(yùn)行參數(shù)都在正常范圍內(nèi);2.對(duì)以上模型編寫(xiě)控制程序,針對(duì)不同工況制定不同的運(yùn)行策略,保證整個(gè)系統(tǒng)在無(wú)人為干預(yù)的情況下能在各個(gè)工況正常運(yùn)行,不會(huì)出現(xiàn)事故或超出設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的工況,并能夠通過(guò)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工況的轉(zhuǎn)換;3.對(duì)整個(gè)模型進(jìn)行瞬態(tài)模擬,分析系統(tǒng)的瞬態(tài)特性和相關(guān)性能表現(xiàn),通過(guò)得出的結(jié)果為電站的正常運(yùn)行提供理論依據(jù)。本文通過(guò)對(duì)塔式太陽(yáng)能光熱電站熔鹽回路的模型進(jìn)行建立與分析,得出其瞬態(tài)特性,并設(shè)計(jì)了一套配套的控制系統(tǒng)保證整個(gè)回路的正常運(yùn)行,最后通過(guò)實(shí)際日照強(qiáng)度作為輸入對(duì)其效率進(jìn)行分析,驗(yàn)證了該系統(tǒng)在保證高效率的情況下還能在日照不足時(shí)延長(zhǎng)系統(tǒng)的正常工作時(shí)間,為儲(chǔ)能系統(tǒng)與發(fā)電系統(tǒng)的耦合提供了一定理論基礎(chǔ)。
【圖文】：

儲(chǔ)熱罐計(jì)算流程圖36

圖表 2-12 熱交換器計(jì)算流程圖可以看到，，每個(gè)組件的計(jì)算過(guò)程并不是獨(dú)立的，而是需要與之連接個(gè)組件和控制系統(tǒng)的輸出作為計(jì)算的輸入條件，同時(shí)該組件的輸出也是組件的輸入條件，整個(gè)系統(tǒng)來(lái)自外界的最主要變量是太陽(yáng)的輻照強(qiáng)度（統(tǒng)的輸入功率），此外，空氣的風(fēng)速也會(huì)對(duì)吸熱器表面的對(duì)流換熱有一定影響。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM615

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本文編號(hào)：2613964