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《槽式太陽能直接產(chǎn)生蒸汽熱發(fā)電系統(tǒng)火用分析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)槽式太陽能直接產(chǎn)生蒸汽熱發(fā)電系統(tǒng)火用分析李四海，張紅，戰(zhàn)棟棟，莊駿南京工業(yè)大學(xué)能源學(xué)院，江蘇南京210009J—?o?_xoH嘲HoK-，岬帥●—?—??‘?o?口一。內(nèi)-o．。．(。o“_。一々-。+x～一o—o一{[摘要]結(jié)合熱力學(xué)第一定律與熱力學(xué)第二定律，對槽式太陽能直接產(chǎn)生蒸汽熱發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行傳熱和火舟分析。以INDITEP項(xiàng)目為例，對該系統(tǒng)進(jìn)行熱平衡計(jì)算與火甩平衡計(jì)算，得到各部件與整個系統(tǒng)的熱效率與煳效率，并得出集熱器的丈甩效率低于其熱效率，水／水蒸氣的朗肯循環(huán)火甩效率高于其熱效率的結(jié)論。[關(guān)鍵詞]槽式太陽能；蒸汽熱；發(fā)電系統(tǒng)；集熱器；熱平衡；火用
2、分析；傳熱分析；熱效率5142—3364(2008)11—0039—05熱力學(xué)第一定律從能量“量”的屬性出發(fā)闡述了能量轉(zhuǎn)換所必須遵循的規(guī)律，以熱效率來評價熱力系統(tǒng)性能。熱力學(xué)第二定律從能量“質(zhì)”的屬性出發(fā)闡述了能量轉(zhuǎn)換的客觀規(guī)律，指出熱力系統(tǒng)能量傳遞與過程轉(zhuǎn)換的方向性和不可逆性，以熱力系統(tǒng)各點(diǎn)做功能力n矗]——煙與系統(tǒng)火甩效率來評價熱力系統(tǒng)性能與熱力循環(huán)的完善程度。火甩是系統(tǒng)向周圍環(huán)境變化并達(dá)到與環(huán)境狀態(tài)(溫度和壓力)相同時能夠做的最大可用功叫。本文對槽式太陽能直接產(chǎn)生蒸汽熱發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行傳熱和火甩分析，并計(jì)算系統(tǒng)熱效率與火用效率，由此對該系統(tǒng)熱力學(xué)性能進(jìn)行評價。1
3、槽式太陽能直接產(chǎn)生蒸汽熱發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)傳熱工質(zhì)的種類，槽式太陽能熱發(fā)電裝置分為雙工質(zhì)回路系統(tǒng)與直接產(chǎn)生蒸汽(DSG)單工質(zhì)回路系統(tǒng)(圖1)。槽式太陽能(DSG)單工質(zhì)回路系統(tǒng)主要包括拋物面集熱器、透平發(fā)電、冷凝器與凝汽器(給水箱)、儲熱5個子系統(tǒng)‘4。。系統(tǒng)運(yùn)行時，水從凝汽器流出，經(jīng)水泵升壓后，流經(jīng)拋物面集熱器受熱，產(chǎn)生過熱蒸汽，過熱蒸汽流經(jīng)透平做功后被冷凝器冷凝成水，最后回到凝汽器，完成整個循環(huán)。該系統(tǒng)水／水蒸氣循環(huán)是典型的朗肯循環(huán)?；痦?xiàng)目：國家863資助項(xiàng)目(2006AA052419)作者簡介：李四海(1982一)，男，江西進(jìn)賢人，碩士研究生，研讀方向?yàn)楦咝?/p>
4、熱傳質(zhì)設(shè)備。E—mail：sh8163(勇163．com圖1DSG單工質(zhì)回路系統(tǒng)蛋董j電器；：‘'X一"o蓉。_{i一1■導(dǎo)棗懣八器．溪口基礎(chǔ)研究一萬方數(shù)據(jù)2系統(tǒng)熱力分析2．1熱平衡分析2．1．1拋物面集熱器子系統(tǒng)熱平衡太陽光照射在槽式拋物面上，反射至接收器，流過接收器管內(nèi)的水吸收并帶走熱量，實(shí)現(xiàn)能量傳遞。在槽式太陽能電站中，通常將6到10個集熱器單元串聯(lián)成1個集熱器使用。拋物面集熱器單元上的太陽輻射能為A·J，其中A為拋物面的反射面積；J為太陽輻射強(qiáng)度。在整個系統(tǒng)拋物面集熱器上的太陽輻射能為：Qi—W·L·J·N(1)式中：Ⅳ是拋物面的張口寬度；L為拋物面的長度
5、；N為集熱器的數(shù)量。整個系統(tǒng)接收器采集到的太陽輻射能為：Qr=lD·r·口·7·W·L·J·N(2)式中：p為聚光器表面的反射率；口和r分別為接收器的吸收率與透過率；y為采集因子，表示由聚光器反射聚焦的太陽輻射能被接收器實(shí)際采集的部分嘲。拋物面集熱器的光學(xué)效率為：聃=Q,／Qj(3)聯(lián)立式(1)、式(2)和式(3)可得：臻一』D·f·口·y(4)流過集熱器的水／水蒸氣吸收的熱量為：Q。=m·(^。。，一hi。)(5)式中：m為流過拋物面集熱器子系統(tǒng)的水／水蒸氣的質(zhì)量流量；Jll；。為水流入拋物面集熱器子系統(tǒng)的比焓值；h。。。為水蒸氣流出拋物面集熱器子系統(tǒng)的比焓值。
6、拋物面集熱器的平均熱效率為：碾一Q。／Q,(6)聯(lián)立式(1)、式(5)和式(6)可得：聃一等等彳等c7，聃一面_式雨“’2．1．2透平發(fā)電及冷凝器子系統(tǒng)熱平衡給水泵做功為w。，水蒸氣在透平內(nèi)做功為Ⅳ。，則一個循環(huán)內(nèi)水／水蒸氣所做的凈功為：W。=W。一W。(8)若給水泵進(jìn)口水比焓值為h。，則：W。一／'n·(，1．m—h，)(9)透平出口蒸汽溫度為Tt，比焓值為h。，則水蒸氣在透平內(nèi)做功為w，：W。一優(yōu)·(^。。一h。)(10)水／水蒸氣朗肯循環(huán)平均熱效率為：仉一w,。／Q。(11)聯(lián)立式(5)、式(8)、式(9)、式(10)和式(11)得；吼=k毛掣㈣，整個系統(tǒng)光
7、電轉(zhuǎn)換的平均熱效率為：叩一Wn眈／QI(13)聯(lián)立式(1)、式(8)、式(9)、式(10)和式(13)得：7=竺墜魯告吾掣?，2．2火用平衡分析2．2．1拋物面集熱器子系統(tǒng)火用平衡文獻(xiàn)r-67、[73指出，在溫度為T。的環(huán)境中向外輻射能量，其輻射煙流計(jì)算如下：e=蘭·(3T4+T04—4ToT3)(15)式中：f為真空中光速；a為輻射普適常量。若太陽離地球距離為D，太陽直徑為尺，在不考慮大氣層影響的理想狀況下，太陽輻射至接收器表面的火用流計(jì)算為：氣t一各·a_．c(3T：+T2—4tT?)(16)式中：T4為太陽表面平均溫度；t為接收器表面的平均溫度。理想狀況下，
8、太陽輻射至
