太阳能热风发电技术研究进展

介绍了太阳能热风发电的产生背景、技术原理和特点。太阳能热风发电能够实现由太阳能到空气动能,最终到电能的转变,具有环保无污染、运行维护简单、缓解常规能源消耗等特点。简要介绍世界上第1座试验性质的太阳能热风发电站。对太阳能热风发电技术相关研究历程从试验研究和理论研究2个方面做了综述,重点介绍了澳大利亚电站的建设进展及最新相关学术研究进展,包括过渡段理论及试验研究、系统数值模拟和太阳能热风发电技术在高山地区的应用等。介绍我国太阳能资源情况,指出我国太阳能资源丰富,适合建造大型太阳能热风发电站。     

太阳能热风发电系统性能参数数值模拟

为了全面衡量太阳能热风发电系统的性能,在常用热平衡方程的基础上,增加压力方程和理想气体状态方程,建立了太阳能热风发电系统中集热棚和烟囱的一维可压缩瞬态模型,计算系统内气流的温度、压力和密度分布,由此得出的系统总压差动态变化与相关文献的实际测量值基本一致。利用该模型分析烟囱形状参数对烟囱效率的影响,结果表明:烟囱效率随烟囱高度和烟囱直径的增加而增大;采用渐缩形烟囱会降低烟囱效率,而采用渐扩形烟囱会提高了烟囱效率且随烟囱倾角增大烟囱效率增加,但渐扩形烟囱倾角达到极值后再进一步增大时,烟囱效率几乎不再发生变化。     

330 MW光煤互补发电系统变辐照变工况性能研究

光煤互补的一种方式是利用太阳热能替代燃煤机组的回热抽汽来加热锅炉给水,能够辅助燃煤机组增大出功或降低燃料使用量、减少温室气体排放。文中以典型330 MW光煤互补系统为例探究了系统在不同汽轮机负荷下变辐照条件的热力性能,以75%汽轮机负荷为互补系统设计点,重点研究了影响互补系统性能的3个主要因素(辐照强度、入射角及汽轮机运行负荷)对系统中关键运行参数及太阳能净发电效率、汽轮机热耗率的影响规律。结果表明,不同辐照强度下太阳能净发电效率存在最大值,75%汽轮机负荷运行,辐照强度区间为200~700 W/m2时,太阳能净发电效率均高于17%;并且互补系统热耗率随着汽轮机负荷的增加而明显下降,汽轮机负荷从50%增加到75%时,互补系统的热耗率降低约4个百分点。     

太阳能热风发电关键技术综述

太阳能热风发电技术作为一种可行的可再生能源利用方案,其实用方法已经处于开发研制阶段.阐述了太阳能热风发电技术的基本原理和分类,分析了全球太阳能分布和3个主要组成部分,描述了其关键技术及装置,介绍了国内外最新相关研究及实例.     

太阳能热气流透平发电系统数值模拟

太阳能热气流发电技术是目前国际太阳能研究领域的一个热点之一，但对负载条件下太阳能热气流发电系统的研究并不多。该文将整个太阳能热气流发电系统分成集热棚、烟囱和透平3个区域，分别建立各个区域的传热与流动数学模型。以西班牙试验电站模型为实例进行了数值模拟。计算结果表明，系统的最大输出功率略大于50 kW，与西班牙电站模型的额定功率相近，烟囱出口参数随透平转速的变化与自然对流原理相符，证明该文方法的正确性。此外，对MW级太阳能热气流发电系统进行了透平设计与计算，计算结果表明，系统输出功率超过10 MW。该文数值方法和设计方案为大规模太阳能热气流发电系统的设计和应用提供参考。     

太阳能辅助燃煤发电技术经济分析

太阳能与燃煤互补发电方式是近年来大规模太阳能热利用的发展方向之一。以槽式太阳能集热系统辅助某330MW燃煤机组替代高加回热抽汽加热给水的互补发电系统为例,对功率不变型互补发电系统的设计点热力性能及年热力性能进行了分析。结果表明,太阳能辅助发电系统的年光电转换效率可达到20.41%,高于单纯槽式太阳能热发电方式。在此基础上,以内部收益率(internal rate of return,IRR)作为评价指标,运用技术经济的基本原理对太阳能辅助燃煤机组互补发电系统的经济性能及其主要影响因素进行了定量的分析评价,得到了太阳能上网电价、集热器造价、燃料成本等关键因素对内部收益率的影响。     

双气头多联产系统的火用经济优化与分析

为探究多联产系统工艺条件、单元操作参数对系统经济性能的影响规律,实现以经济性能为第一考虑因素的工艺过程参数的优化,文中构建了产品的火用经济成本模型,通过对系统经济性能与生产过程工艺条件、单元操作参数间内在关系的认识和分析,建立对应关系,并将其作为经济优化的目标函数。以目前正在进行中试建设的合成气与富甲烷焦炉煤气为气源的"双气头"多联产系统为例,说明该经济优化模型的应用与优势。优化后系统产品单位火用经济成本从73.84减小到69.17 RMB/GJ;碳元素转化率达到61.45%,火用效率达到62.48%,较优化前分别提高了3.40个百分点和5.82个百分点。火用经济分析结果表明:产品火用经济成本降低的根本原因是化工过程参数的优化提高了化工过程与动力过程的耦合程度,能量利用效率最低的发电模块的火用耗系数从优化前的2.478降低到1.785。     

煤炭与太阳能互补发电系统变工况热力性能研究

光煤互补发电技术利用太阳能聚光集热器聚集太阳热能用于加热锅炉给水,从而替代燃煤电站的回热抽汽。该技术能够增加燃煤电站发电量或者降低燃料使用量,并能在一定程度上减少温室气体排放。由于全年太阳辐照强度、太阳入射角等气象条件变化剧烈,而且燃煤机组的汽机负荷受到用户侧用电需求的影响,因此光煤互补发电系统总处于偏离设计工况的变辐照变工况运行状态。目前对于光煤互补发电系统的研究主要集中在设计工况,变辐照变工况热力性能的研究刚刚起步。该文以典型330 MW光煤互补示范电站为研究对象,研究聚光集热岛与动力岛之间的相互作用,揭示聚光集热岛与动力岛协同变化对光煤互补发电系统热力性能的作用。结果表明,互补系统的太阳能净发电效率随着太阳辐照强度、汽轮机运行负荷的变化存在最优值,当太阳辐照强度在300~650W/m~2,汽轮机运行负荷为75%时,互补系统的太阳能净发电效率最优。对于不同规模机组,太阳能净发电效率主要受抽汽品位的影响。     

太阳能辅助燃煤机组发电系统集热温度优化

为研究集热器工作温度对太阳能辅助燃煤机组发电系统中太阳能发电效率、成本的影响,从热力学第二定律出发,对用于太阳能辅助燃煤机组回热系统不同集成方式下太阳能热发电的火用效率进行分析,得出系统中太阳能发电的火用效率与集热器瞬时热效率及汽轮机抽汽效率之间的关系表达式,并结合LS-2槽式集热器(一种典型槽式集热器)的测试结果,对不同辐照条件下不同替代方式的热性能进行了比较。在此基础上,以太阳集热场辅助300MW燃煤机组发电系统为例对太阳能子系统的火用效率和发电成本(levelizedelectricity costs,LEC)进行分析,结果表明,当太阳直射辐射(direct normal irradiance,DNI)从300变化到1 000 W/m2时,对应的集热器最佳工作温度从277变化到317℃。     

供能方式对钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化法捕集CO2热力性能的影响

控制和减缓化石能源燃烧所排放的 CO2对于缓解全球气候变暖具有重要意义。以某超超临界1000 MW火力发电机组为例,建立了钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化法捕集CO2的系统流程,基于Aspen Plus软件得到了系统的热力性能,分析了太阳能集热和煤富氧燃烧驱动 CaCO3煅烧反应对系统热力性能的影响。结果表明,与煤富氧燃烧方案相比,太阳能集热方案增加了发电功率,发电标准煤耗率降低1/3,但其发电热效率降低3.8个百分点;太阳能集热方案的等效太阳能热发电效率为28.36%,高于塔式太阳能热发电的峰值效率;提升太阳能集热方案性能的关键是提高集热器场的能量利用效率ηsol-avi,当ηsol-avi高于75%时,太阳能集热方案比煤富氧燃烧方案发电热效率高。所得结论为低能耗减排CO2、高效利用太阳能提供了新途径。     

太阳能热气流发电系统非稳态耦合数值分析

太阳能热气流发电技术是目前国际太阳能研究领域的热点之一，但对带有蓄热层的太阳能热气流发电系统的研究并不多。该文分别建立了集热棚、烟囱和蓄热层的流动与传热数学模型。以西班牙试验电站模型为例进行的非稳态耦合数值计算结果表明：土壤具有较强的蓄热作用且能很好调整系统昼夜发电峰谷差；太阳辐射强度对系统散热损失的影响相当显著，太阳辐射越强，散热量越大；集热棚的顶棚是系统散热损失的主要部件，散热热流密度约为太阳辐射的10%。     

太阳能热气流发电系统透平发电及其能量损失

对包含蓄热层、透平的太阳能热气流发电系统的流动及传热及发电特性进行数值模拟,建立了太阳能热气流发电系统的流动与传热数学模型,分析了太阳辐射和透平压降对系统透平发电输出功率以及系统各部件能量损失的影响.计算结果表明:当太阳辐射为800 W/m2、透平压降为400 Pa时,系统输出功率可达160 kW;此外,大流量的流体流出烟囱成为造成系统能量损失的主要因素,集热棚顶棚也造成了大量的能量损失.     

太阳能热气流发电系统非稳态数值模拟

对太阳能热气流发电系统及蓄热层中的传热与流动特性进行了数值模拟.建立了集热棚、烟囱以及蓄热层内部的传热流动数学模型,分析了太阳辐射对蓄热层蓄热性能的影响.计算结果表明:土壤具有热惯性和较强的蓄热作用;蓄热层表面平均温度和烟囱出口平均温度随时间有一个较大的波动,且蓄热层表面平均温度的波动幅度更显著;蓄热介质的平均温度及系统散热量随时间波动,采用双层玻璃或薄膜材料可减小集热棚顶棚能量损失.     

太阳能烟囱发电试验装置内流场的CFD模拟研究

建造了国内第一座小型的太阳能烟囱发电试验装置,并用FLUENT软件对该装置的流场进行了数值模拟,将温度场模拟计算值和试验检测值进行了比较,结果虽有差别,但有相似性。数值模拟结果表明,太阳能烟囱的输出功率及能量转换效率随集热棚面积和烟囱高度的增加而增加。     

一种新型的太阳能发电技术

对迄今为止有关太阳能热气流发电技术的研究成果进行了全面的综述,其中包括作者在该领域的最新研究进展：太阳能热气流发电系统的热力学循环,HAG效应,带有蓄热层的系统以及带有透平的系统耦合数值模拟等,并对下一步的研究工作进行了展望。     

AC600核电厂断电事故分析(英文)

Today, nuclear power plays an important role in the human life.But the accident of Three Miles Island Nuclear Power Plant in1979 and the accident of Chernobyl' Nuclear Power Plant in1986 exerted negative influence over the development of nuclearpower. Hence what people are concerned about are the safetyproblems of nuclear power plants. This is the key to whether thenuclear energy undertakings can be developed smoothly.AC600 Nuclear Power Plant is a concept design of advancedpressurized w…     

新型太阳能热气流电站烟囱流场数值模拟研究

设计了一种新型立式集热板太阳能热气流电站系统,通过建立数学模型,利用CFD数值模拟软件Fluent对该电站系统太阳能烟囱内的速度场、压力场进行数值模拟,研究了烟囱高度和太阳辐射强度的变化对烟囱内空气速度场和压力场分布的影响。研究表明,烟囱高度和太阳辐射强度的增加可以强化烟囱的抽吸作用,有利于提高太阳能热气流发电输出功率。     

火电厂汽轮机组热耗率计算影响因素的分析

通过对热耗计算式的讨论,归纳分析了影响机组热耗率的因素,简要介绍了运用反平衡方法计算热耗率的步骤。对影响热耗率计算准确性的主要因素及主要参数进行了分析,以300MW机组为计算分析对象,对机组热耗率的影响因素进行了定量的计算与分析,为发电厂实施发电成本实时核算体系提供了理论分析基础。