太阳能热发电系列文章(7)塔式太阳能热发电站接收器

本文介绍了国际现有高温太阳能热发电接收器的类型、结构、性能、应用状况,并结合我国研究现状指出我国开展太阳能接收器研究需解决的问题。     

圆柱型碟式太阳能接收器聚光集热耦合实验研究

太阳能热发电系统中聚光、集热协同进行,聚光太阳能能流极不均匀,对能量转换效果有较大影响。为避免太阳直射辐照度的变化对实验结果的影响,采用碟式聚光器和圆柱型接收器,搭建了两套结构一致的实验系统,同时开展聚光和集热实验,提高了实验数据的准确度。接收器采光口能流分布是聚光和集热效率研究的基础,利用水冷式能流密度传感器,在接收器集热实验时同步测量了接收器采光口能流密度分布,通过面积剖分,得到接收器入射能流。开展集热实验,分析了太阳能直射辐照度和工质流量变化对系统集热效率的影响。研究结果表明:随直射辐照度增加,系统入射功率、输出功率和接收器采光口截获功率不断增加,但上升趋势逐渐变缓;聚光器聚光效率、接收器热效率、系统总热效率均呈下降趋势,且斜率逐渐变缓;随着传热工质流量增加,接收器腔内壁面温度下降且温度场梯度变小,减少了接收器热损失,系统输出功率不断加大,总热效率不断提高。     

聚光太阳能热利用系统

现在,美国利用聚光太阳能热发电的容量已达300兆瓦。这种利用蒸汽发电的设施完全是由私人公司投资的,所发的电力供给大电力公司的电网。计划在数年之内,太阳热发电容量将增至700兆瓦。目前,电力公司正在考虑利用太阳热发电系统来减轻其尖峰负荷,以补常规系统之不足。投资者认为,太阳热发电系统超过其它太阳能系统的地方就在于它能同时供电和供热水。太阳能在美国占可利用能源的87%。太阳能热利用技术提供了一个开发利用它的方法。它利用得越多,就越经济。在很多应用中,不考虑生态效益,仅考虑     

太阳能热发电系列文章(5)塔式太阳能热发电的定日镜

定日镜是一种由镜面(反射镜)、镜架(支撑结构)、跟踪传动机构及其控制系统等组成的聚光装置,用于跟踪接收并聚集反射太阳光线进入位于接收塔顶部的集热器内,是塔式太阳能热发电站的主要装置之一,如图1、图2所示。     

降低聚光太阳能热发电成本的途径

以系统年平均发电效率为引领,以发电工质温度和换热介质种类为主线,提出了降低聚光太阳能热发电成本的途径。     

聚光型太阳能热发电现状及在我国应用的风险分析

聚光型太阳能热发电(CSP)是可能实现太阳能大规模利用的形式之一,其技术可行性已得到证明,并在个别国家进入了预商业化阶段。文章对目前世界上聚光型太阳能热发电的发展现状及未来发展障碍进行了阐述,针对我国发展CSP技术进行了风险分析,并提出了若干建议。     

塔式太阳能热发电技术的发展

塔式太阳能热发电系统具有聚光比大、投射到塔顶吸热器上的平均热流密度高、工作温度高、电站规模大和年度发电效率高等特点,提高效率和降低成本的潜力较大。文章阐述了塔式太阳能热发电技术的工作原理和系统组成;介绍和分析了国内外已建成的塔式太阳能电站;指出了塔式太阳能热发电技术的发展现状、技术难点和未来发展方向;探讨了我国规模化发展塔式太阳能热发电技术须解决的问题。     

塔式太阳能热发电吸热器技术进展

文中介绍了现有塔式太阳能热发电吸热器技术,针对不同吸热器结构和传热介质,结合国内外现有主要塔式太阳能热发电站,对吸热器性能进行比较研究。结果表明,外露管式吸热器结构简单、造价低,应用广泛;而熔盐作为传热和蓄热介质具有较好的性能,系统无压运行且能承受高热流密度,是将来的研究方向。     

塔式太阳能热发电站中空冷凝汽器运行特性的研究

研究人员对用于火电机组的空冷凝汽器的特性已经开展过广泛的研究,结合太阳能热发电站的选址及其发电过程的特殊性可以看出,应用于太阳能热发电站的空冷凝汽器与应用于火电机组的空冷凝汽器有所区别。以某50 MW塔式太阳能热发电站中空冷凝汽器为研究对象,通过对相关影响因素进行分析并对典型天发电过程进行模拟,得到以下结论:太阳辐照度会对空冷凝汽器产生附加热负荷,影响的大小主要与太阳法向直射辐照度(DNI)、太阳散射辐照度(DHI)和太阳位置有关;在轴流风机出力达到最大之前,轴流风机耗功会随环境温度上升呈指数增长,之后,空冷凝汽器的压力会随着环境温度直线上升;对于需要每天启动的热发电机组来说,太阳辐照度较高的日落时刻的太阳辐照附加热负荷可能会在短时间内急剧增加,从而引起轴流风机耗功大幅度增加;环境温度较高时可能会引起空冷凝汽器压力的急剧升高,这在运行中需要给予特别关注。     

浅析一种用于塔式太阳能热发电站的定日镜全自动清洗车

在塔式太阳能热发电站中,定日镜的表面清洁度与其聚光集热效率直接相关,合理的清洗策略和高效的清洗设备有助于提升定日镜镜场的平均清洁度,提高其聚光集热效率,进而提升整个太阳能热发电站的发电效率。介绍了一种定日镜全自动清洗车,其基于导航系统和镜场整体控制来完成定日镜镜场的自动清洗工作。     

100MW塔式太阳能光热电站辅助锅炉选型研究

辅助锅炉是光热电站快速、安全、高效起停和运行的关键设备,针对某100 MW塔式光热电站辅助锅炉的蒸汽参数和容量选择进行了研究。结果表明:燃煤电站的辅助锅炉选型原则不宜直接应用于光热电站,设置单独小辅助锅炉满足轴封需要以及不同时考虑SGS汽包和除氧器给水箱加热,可以提升机组运行灵活性并减小锅炉容量。这种配置在保证电站成功起停和运行的同时节省了投资,为同类工程提供了参考。     

国标《塔式太阳能光热发电站设计标准》关键共性技术

目的 塔式光热发电是我国首批太阳能热发电示范项目的主流型式。为了促进科技进步,推动产业发展,有必要对塔式光热发电站的设计进行规范。 方法 在总结分析塔式光热发电站设计经验的基础上,对光热发电设计的共性原则和关键技术进行了研究,给出了适用范围、规模划分、设计寿命等共性原则,重点研究了太阳能资源评估、集热系统与设备、储热系统与设备、自动化系统等关键技术方案。 结果 确定了塔式光热发电站的主要设计方案,给出了发电量估算方法,制定了世界首部太阳能光热发电设计标准《塔式太阳能光热发电站设计标准》。标准为国内塔式光热发电项目的开发、建设和运行提供了技术支撑,其主要内容已经上升为国际标准IEC62862-4-1《塔式太阳能光热发电站设计总体要求》。 结论 标准可对塔式光热发电站的设计提供指导。     

Dynamic Simulation of a Novel Solar Polygeneration System for Heat,Power and Fresh Water Production based on Solar Thermal Power Tower Plant

A novel solar polygeneration system for heat, power and fresh water production with absorption heat pump(AHP) and humidification-dehumidification(HDH) desalination system was proposed for high-efficiency utilization of solar energy. A case study of the proposed system was investigated based on 1 MW solar thermal power(STP) tower plant located in Beijing. Depending on mathematical modeling of the proposed system, corresponding modules were developed in TRNSYS. Meanwhile, control and operation str...     

塔式太阳能电站熔盐换热器设计发展概述

熔盐换热器作为塔式太阳能熔盐储热发电系统中的一个重要设备,随着太阳能储热发电技术的发展,产生了各种不同形式的设计。从熔盐物性特点和太阳能储热发电技术特点的角度出发,对熔盐换热器设计要点进行了阐述。并通过归纳总结新型换热器技术在熔盐换热器上的应用,来展望熔盐换热器技术的发展趋势。     

火电厂循环水冷却塔冷却性能的实验研究

电厂循环水冷却系统的冷却性能直接关系到电厂的安全、经济和稳定运行。因此,对循环水冷却系统冷却塔性能的研究具有重要的工程价值和现实意义。分析研究了循环水温、循环水量和环境参数对于冷却塔性能的影响,在其它条件不变的情况下,当循环水量增加时,塔内风速增加,出塔水温升高;当进塔水温升高时,进塔水温的变化对出塔水温的影响并不大;风机的开度增大,冷却塔出口水温降低;环境空气的温度升高,出塔水温升高,冷却效率降低。     

浅析太阳能光热发电技术的发展

介绍了太阳能光热发电的工作原理及系统的基本组成形式:槽式、塔式、碟式,并简要介绍了国内外光热发电技术的发展历程及前景.     

抛物面聚光系统双面受热平板接收器热性能研究

为提高太阳能光热转换效率,对同轴非完整型平移抛物面聚光系统进行三维建模,采用蒙特卡洛光线追踪法进行追踪。分别改变接收器和聚光器放置位置,对聚光系统进行优化。通过分析双面受热平板接收器的能量传递及转换过程,建立平板接收器的理论计算模型。对接收器进行热性能计算,分析其热性能的变化规律。研究表明:综合考虑接收器辐射强度均值、辐射热流均匀性、辐射面积等因素的影响,选择将接收器吸热板放置于抛物面轴线远离焦点20~35 mm范围内;环境温度在0~30℃变化时,与单面受热接收器相比,双面受热接收器的热效率提高了8.18%~37.01%。     

太阳能高温热发电蓄热技术研究进展

对应用于太阳能高温热发电的各种蓄热原理、蓄热介质和蓄热过程进行了详细的分析和比较.以混凝土或铸造陶瓷为介质的蓄热方法投资成本低,多用于槽式发电系统中;以熔盐作为介质的双罐蓄热系统技术风险低、可实现连续、稳定发电,较适用于塔式系统;斜温层单罐蓄热系统技术风险相对较高,但其投资成本可以降低;直接蒸汽发电系统对传输系统的耐压提出了非常高的要求.高温相变蓄热和化学反应蓄热技术还处于实验研究阶段,需要寻找更合适的相变材料、热化学反应和装置.     

太阳能热发电定日镜旋转角度算法研究

通过使用太阳的高度角和方位角两个参数,推导出槽式太阳能热发电技术中聚光镜的旋转公式和塔式太阳能热发电技术中定日镜的旋转公式,为后续针对太阳能热发电技术镜场控制的仿真模拟和控制系统的硬件设计提供了基础。