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1、TheoreticalResearch理論研究基于太陽能熱發(fā)電儲熱方案的研究舒悅，許強，胡巧巧河海大學(xué)機電工程學(xué)院，江蘇常州213022摘要論文對太陽能熱發(fā)電的基本原理作了簡要介紹，對塔式太陽能熱發(fā)電站的工作原理與系統(tǒng)構(gòu)成作了論述，論述了其儲熱系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)等。針對提供的熱力循環(huán)，對儲熱系統(tǒng)的主要熱力設(shè)備提供了設(shè)計方案。關(guān)鍵詞塔式太陽能；熱發(fā)電；儲熱中圖分類號TU7文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1674-6708（2011）37-0107-011太陽能熱發(fā)電技術(shù)的形式儲存，需要時，以飽和蒸汽的形式釋放。蒸汽
2、蓄熱器工作時，太陽能熱發(fā)電技術(shù)：將吸收的太陽輻射熱能轉(zhuǎn)換成電能，包其罐內(nèi)充水最多可達(dá)幾何容積的90%，水面上部為蒸汽空間。當(dāng)括兩類：一類是利用太陽熱能直接發(fā)電，如半導(dǎo)體或金屬材料的壓力升高時，部分蒸汽轉(zhuǎn)化成飽和水，反之，壓力下降時，部分溫差發(fā)電堿金屬熱點轉(zhuǎn)換和磁流體發(fā)電等；另一類是將太陽熱能飽和水汽化為蒸汽。飽和水和蒸汽隨壓力變化而變化。換熱器出通過熱機帶動發(fā)電機發(fā)電。而根據(jù)太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中所采用的來的過熱蒸汽由進(jìn)氣管輸送進(jìn)蒸汽蓄熱器，蓄熱器內(nèi)溫度隨蒸汽集熱器的型式不同，可以分為分散型和集中型兩大
3、類。的不斷輸入而上升，蓄熱器內(nèi)的蒸汽壓力也隨之升高，水位隨之上升，稱為充熱過程。隨著排汽管自動控制閥7開度變大，飽和2太陽能熱發(fā)電的基本原理水迅速蒸發(fā)，產(chǎn)生二次蒸汽，蓄熱器內(nèi)壓力下降，水位降低，即太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)由聚光集熱子系統(tǒng)、蓄熱子系統(tǒng)、輔助能為放熱過程。源子系統(tǒng)和汽輪發(fā)電子系統(tǒng)四部分組成。利用太陽能集熱器將太為了降低風(fēng)險，可采用導(dǎo)熱油作為高溫蓄熱系統(tǒng)的蓄熱、傳陽能收集起來，加熱工質(zhì)，產(chǎn)生過熱蒸汽，驅(qū)動熱動力裝置帶動熱介質(zhì)。根據(jù)設(shè)計要求，換熱器設(shè)計參數(shù)，進(jìn)行熱力計算，給出發(fā)電機發(fā)電，從而將太陽能
4、轉(zhuǎn)換為電能。從熱力學(xué)上講，這種太導(dǎo)熱油及水蒸汽的物性參數(shù)，計算出各個項目的相關(guān)數(shù)據(jù)，如最陽能熱發(fā)電站也是按朗肯循環(huán)或布勞頓循環(huán)原理工作的，在熱力小安全系數(shù)、溫度校正系數(shù)、總傳熱系數(shù)等。學(xué)原理上與常規(guī)熱力發(fā)電廠完全一樣。技術(shù)上把這種按朗肯循環(huán)3.3導(dǎo)熱油罐的設(shè)計或布勞頓循環(huán)原理工作的太陽能熱電轉(zhuǎn)換稱為太陽能熱發(fā)電，以區(qū)別于太陽能光伏發(fā)電。導(dǎo)熱油罐的設(shè)計思路：根據(jù)設(shè)計要求，進(jìn)行相關(guān)結(jié)構(gòu)的計算，然后選擇合適的材料。本文主要論述高溫導(dǎo)熱油罐的設(shè)計。3儲熱系統(tǒng)的組成及設(shè)計設(shè)計要求：工作溫度：240℃~350℃
5、；工作壓力：常壓；工3.1蓄熱技術(shù)作介質(zhì)：THERMINOLVP-1合成導(dǎo)熱油；蓄熱能力：≥1500蓄熱儲能是太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。顯熱蓄熱是目kWh，無太陽能輸入時，可維持系統(tǒng)繼續(xù)運行1小時；結(jié)構(gòu)：高前技術(shù)最成熟且具有商業(yè)可行性的蓄熱方式。顯熱蓄熱又分為液溫導(dǎo)熱油罐體采用立式圓筒形容器，由頂蓋、筒體和罐底三部分體顯熱蓄熱、固體顯熱蓄熱、液-固聯(lián)合顯熱蓄熱三種。槽式系組成，通過支座安裝在基礎(chǔ)或平臺上。統(tǒng)蓄熱裝置通常有兩種布置形式：間接蓄熱和直接蓄熱。塔式系結(jié)構(gòu)計算：根據(jù)導(dǎo)熱油質(zhì)量m，導(dǎo)熱油密
6、度，得出導(dǎo)熱油體積：統(tǒng)蓄熱裝置通常采用熔融鹽液作為傳熱介質(zhì)/顯熱蓄熱材料的方V=m，高溫導(dǎo)熱油罐容積V需乘以一個比例系數(shù)。油罐其他油t式。系統(tǒng)設(shè)計中采用了雙級蓄熱流程結(jié)構(gòu)，將太陽能收集到的熱部件參數(shù)的計算略。量根據(jù)品位進(jìn)行分級存儲，高溫?zé)崃坑筛邷匦顭崞鞔鎯?，中溫?.4蒸汽蓄熱器的設(shè)計分由低溫蓄熱器存儲；蓄存熱量釋放時，高溫蓄熱器用于蒸汽的過熱過程，而低溫蓄熱器用于蒸汽的發(fā)生過程，相互獨立。熱力計算：根據(jù)熱平衡原理：蓄熱器內(nèi)原有充熱水量等于產(chǎn)生的蒸汽量和剩余熱水熱量之和。3.2儲熱系統(tǒng)的設(shè)計假設(shè)在蓄
7、熱器中充有1kg飽和水，其壓力為P，當(dāng)壓力由P11塔式太陽能熱發(fā)電熱電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)主要由換熱器、高溫蓄熱罐、下降到P時，產(chǎn)生蒸汽gkg。則其熱平衡方程為：2低溫蓄熱罐、水蒸汽蓄熱器、輔助加熱器、泵、汽輪機、除氧器、'''''h1+h2'h1=g()+(1-g)h2（3-4-1）凝汽器等組成。而其儲熱系統(tǒng)分為高溫蓄熱系統(tǒng)和低溫蓄熱系統(tǒng)。2''h1-h2g=''''（3-4-2）h1+h2'()-h22''''',h'式中：h1,h2——在P1，P2壓力下飽和蒸汽焓，kJ/kg；h12——在P1，P2壓力下
8、飽和水焓，kJ/kg；g——在P壓力下產(chǎn)生的2蒸汽量，kg。4結(jié)論儲熱系統(tǒng)的一個特性是它儲存每單位能量所需的容積，容積越小，儲熱系統(tǒng)越好。設(shè)計一個好的儲熱系統(tǒng)，應(yīng)將儲存時間長、儲存單位能量所需的容積小這些指標(biāo)達(dá)到相對比較高的要求。圖1蒸汽蓄熱器結(jié)構(gòu)圖1-低壓分汽缸；2-蒸汽蓄熱器；3-鍋爐；4-高壓分汽缸；?1????????參考文獻(xiàn)5-油泵；6、7-自動調(diào)節(jié)閥；8、9-排汽截止閥、止回閥；10-入[1]王長貴，崔容強，周簧.新能源發(fā)電技術(shù)[M].北京：中國1-???
