定日镜光斑轨迹仿真研究

塔式太阳能光热发电项目中定日镜场的调度与吸热器的耦合是整个项目的核心技术,主要的作用是保证电站的安全正常运行.本文仿真模拟了镜场中不同位置的定日镜在启停调度时在安置位和备用点之间的动作过程中光斑轨迹及与塔的相对位置.为定日镜的安全启停调度提供了理论依据.     

塔式太阳能熔盐吸热器传热特性及?分析

该文建立了塔式光热电站圆柱形外露管式吸热器(external cylindrical receiver,ECR)的二维传热模型。重点分析了非均匀入射能流、入射能流总功率、环境风速以及吸热管尺寸等运行设计参数对吸热器表面的温度及热损分布、热效率、压降特性和?效率的影响。结果表明:辐射和对流热损主要集中在吸热器后半部的高温区域,若镜场投入辐射集中在熔盐进口区域,将导致熔盐升温过快,高温区域增大,造成更大的热损失;小管径吸热器有更高的热效率以及更小的环境对流热损,但同时会带来更大的压降损失,在直径小于2cm后压降的增幅尤为明显。考虑环境风速与运行功率的影响,?效率随管径显著变化,并存在最优值,随着入射能流总功率的增大,?效率最优值随管径增大而增大。该文的工作可为目前主流商业化塔式电站用外露管柱式吸热器的设计计算以及辐射能流分布的优化提供理论参考。     

塔式太阳能热发电太阳倍数及储热时长优化研究

针对配备分离式吸热器的50 MW直接蒸汽(DSG)塔式太阳能电站,通过建立塔式电站系统耦合模型和经济性评价模型,探究太阳倍数和储热时长对其运行性能和标准发电成本(LCOE)的影响。结果表明:对于设计工况,当太阳倍数从1.0增加到3.0时,定日镜场光学效率随着太阳倍数的增加而降低,由67.8%降至62.3%,分离式吸热器热效率则基本不发生变化,朗肯循环效率也稳定维持在40.6%;对于年评价因子,电站年发电量和年容量因子均随着太阳倍数和储热时长的增加而增加;经优化计算,电站最低LCOE为0.214$/(k W·h),太阳倍数为2.7,储热容量为9 h,年容量因子为0.501,年发电量为219.5 GW·h;在最低LCOE下计算电站的月性能,发现提高太阳法向直射辐射强度(DNI)有利于提高容量因子和发电量。     

塔式太阳能热发电腔式吸热器动态仿真模型

以大汉MW级塔式太阳能热发电系统过热型腔式吸热器为研究对象,采用模块化建模方法、根据吸热器的工作机制和热力学定律,建立过热型腔式吸热器的全工况动态仿真数学模型。模拟大汉兆瓦级塔式太阳能热发电站过热型腔式吸热器的动、静态特性。给出大汉兆瓦级塔式太阳能热发电过热型腔式吸热器太阳能辐照的阶跃扰动响应曲线,得出的结论对塔式太阳能热发电电站过热型吸热器的设计、塔式太阳能热发电电站运行策略的制定具有一定的指导意义。     

塔式太阳能热发电吸热器运行安全性研究

八达岭1MW塔式太阳能腔式吸热器已于2011年8月成功生产出过热蒸汽。由于太阳辐照随时间变化的特点,腔式吸热器各受热面能流密度分布极不均匀。为了研究腔式吸热器的运行安全性,文中根据八达岭1MW塔式太阳能过热型腔式吸热器蒸发受热面的结构形式,建立了7通道蒸发受热面动态仿真数学模型。该模型能够反映不同蒸发受热面工质流量随能流密度变化的规律性,更好地模拟吸热器动态特性。在此基础上,通过仿真实验分析了过热型腔式吸热器运器运行安全性。对于蒸发受热面,最危险的工况是在高负荷时太阳辐照突然增强;对于过热受热面,最危险的工况是,高负荷时汽轮机调节汽门突然关小。     

塔式太阳能吸热器炉墙背板温度计算方法

外漏管式吸热器作为熔盐塔式太阳能光热电站的核心设备之一,运行时会受到较高的能流辐射。而吸热器的吸热管并非紧密相连,会存在一定间隙,吸热管之间的间隙漏光会使炉墙保温背板达到较高温度。对于使用硬质保温或铺设防雨盖板的炉墙,可能使背板发生变形甚至出现烧坏的现象。然而,传统锅炉光管水冷壁计算方法只能计算照射到炉墙背板的辐射总量,并不能给出炉墙背板的受辐射分布及温度分布。为此,提出一种炉墙背板温度计算方法,并按此方法计算了炉墙背板温度分布情况。按照提出的计算方法,在实际工程中,可以根据温度估计结果合理设计吸热器及炉墙背板的结构参数,或采取在炉墙背板涂刷高反射率涂层等手段,提升运行安全。     

太阳能塔式热发电系统定日镜控制

0引言在太阳能塔式热发电系统中,定日镜是将太阳光反射到反射塔上的装置,是塔式热发电系统最关键的部件,定日镜性能是影响太阳能电站发电能力的重要因素,也是制约塔式电站容量的关键因素。由于定日镜距反射塔较远,因此要求其具备很高的精度。本系统通过将太阳运行轨迹的计算算法融入永磁同步电动机的伺服位置控制器中实现对太阳位置的实时跟踪,通过精确调节定日镜位置跟踪精度获得最大     

塔式光热电站定日镜清洗技术研究

根据塔式光热电站定日镜镜面清洗的需要,分析了定日镜主要的脏污成因和灰尘的形态及其对电站运行的影响,参考国外同类光热电站已有的设计和运维经验,对比片上机器人等清洗技术,设计一种移动式定日镜清洗车.考虑定日镜清洗的工作环境,清洗车以高离去角的车身行走系统为基础,采用喷淋清洗和扫盘刷扫负压吸尘两种清洗方法,设计镜场控制系统和清洗车操作控制装置,并根据不同的清洗工况设计了三种清洗作业模式,然后完成反射率测试,为定日镜的正常运行维护和光热电站的高效率运行提供了重要保障.     

太阳能塔式热发电站熔融盐吸热器过热故障的影响因素分析

在塔式太阳能热发电站中使用熔融盐作为换热工质,有利于提高电站整体运行效率,但高温下运行的吸热器易发生过热故障,对吸热器的结构与熔融盐都会造成破坏。为了找出过热发生的主要影响因素,利用计算流体力学数值模拟软件,对吸热器及换热工质各项参数进行温度的敏感性分析。分析结果表明,决定吸热器圆管及内部工质局部温度的变量主要有4个,分别为辐照能流极大值qmax、吸热器圆管壁厚δ、熔融盐工质的流速u与流体平均温度tf,并进一步分析了这4个变量对温度的影响趋势及各自原因。这一结论有助于吸热器运行时进行局部过热的预测。该文还提出了将其用于判断吸热器过热的方法。     

塔式太阳能热电站系统仿真与分析

该文以八达岭1 MW塔式太阳能热发电系统为研究对象,建立了以水/水蒸汽为工质、带储能系统的塔式太阳能热发电■分析模型,并利用已有仿真平台模拟了电站在变工况下的状态参数。在此基础上,对整个电站进行了设计工况及变工况条件下■分析,辨识了各子系统热效率和■效率的变化规律。结果表明,设计工况下吸热器的损失率最高,可通过提高吸热器出口蒸汽温度来提高其效率。非设计工况下,定日镜场的效率受其与太阳相对位置的影响,其它子系统效率随太阳直射辐射强度(direct normal insolation,DNI)的增大而增大;充热过程中,随着进入储能系统蒸汽量的减少,储能系统和电站效率越来越高;放热过程中,储能系统释放的蒸汽流量对储能系统和电站的效率有显著的影响。     

塔式太阳能热发电站中的定日镜跟踪装置研制

针对塔式太阳能热发电站中定日镜跟踪装置通常采用开环控制方式,存在跟踪精度低、累积误差大等缺点,该文介绍了一种采用双轴传动机构的新型跟踪装置硬件设计、工作原理和控制策略。该装置的控制系统采用开-闭环结合的控制方式,以DSP(TMS320F2812)作为控制器,与发送太阳位置信息和控制命令的监控计算机实时通信。实验结果表明,该跟踪装置设计合理,运行稳定,反应速度快,实时跟踪精度优于3.5 mrad,超调量小于3.2%,实现了定日镜的实时精准跟踪。     

基于特征算法的塔式光热电站镜场云识别技术研究

地表太阳辐照度是塔式光热电站稳定运行的关键影响因素。针对电站镜场云层遮挡会影响地表辐照度数值，带来设备安全与集热量之间的矛盾问题，利用全天空成像仪对镜场上空云层进行实时监测。结合Otsu、Surf和HOG算法，提出颜色、边缘和纹理组合视觉特征算法。根据真实采集云层图像对所提组合算法与单一算法进行准确率对比分析。结果表明，组合算法对各类云状识别准确率远高于单一算法，验证了所提方法的有效性和优越性。     

三峡左岸龙泉换流站接地极导流系统设计

直流接地极是直流输电系统中的一个重要组成部分,导流系统的安全运行对接地极的安全运行起着至关重要的作用,导流系统的设计核心是为获得比较均匀的电流分布特性。三峡左岸龙泉换流站接地极导流系统设计拟订2 种方案:方案1 是利用终端塔兼作引流塔,可节省1 基塔,引流线也较短,但引流线与馈电环不对称,阻抗差别大;方案2 是终端塔导线接入中心塔后,由中心塔用架空线接入各分支引流塔,然后利用电缆连接馈电棒导流,这种导流方式整个引流线布局比较对称,阻抗比较均衡。龙泉换流站采用的是后者。     

塔式太阳能热发电吸热器热效率影响因素分析

对塔式太阳能热发电吸热器表面的热流特性进行分析,并通过热流平衡关系式得出吸热器热效率的公式,研究了吸热器的发射率、吸收率、风速、环境温度等因素对吸热器热效率的影响;同时对不同聚光比、不同吸热器温度条件下系统的热电综合效率进行了研究分析。结果表明:环境温度对吸热器热效率的影响很小,而风速对吸热器热效率的影响不容忽略,当风速高于12 m/s时,对流散热损失超过了辐射散热损失;选择性涂层可以提高吸热器的热效率,对于高聚光比的塔式太阳能热发电技术,可提高吸热器热效率约5.0百分点;系统的热电综合效率在给定聚光比条件下存在最大值。研究结果可为吸热器的设计及整体系统的优化提供参考。     

先进太阳能热动力发电系统热管吸热器空穴热性能分析

通过对先进太阳能热动力发电系统单元热管吸热器进行研究,建立了相应的数学模型,给出了数值解法,运用计算流体力学软件对其进行了数值计算,得出单元管上蓄热容器的温度场,对其空穴热性能进行了分析,并将计算结果同国外相关实验结果进行了比较。计算结果表明,日照期内,靠近容器两侧壁的PCM（phase change material）首先熔化,并逐渐沿轴向向内推进,由于空穴热阻远大于容器侧壁热阻,因此容器侧壁在整个PCM容器的换热过程中发挥了重要作用;阴影期内,容器中的温度分布都是从中心到外部降低,空穴的存在使得容器的蓄热能力降低,有空穴时容器各处的温度较低。空穴的存在影响着PCM相变的进程,PCM区温度梯度有空穴较无空穴时显著得多,可能导致该处热应力过大,从而降低其使用寿命。     

冷却塔配水系统BIM设计方法

冷却塔配水系统包括布置设计、配水均匀性校验、配水管管径及喷头型号确定、施工图绘制和材料统计.整个设计过程繁琐、数据多、计算量大、极易出错.基于建筑信息模型(building information modeling,BIM),提出一种冷却塔配水系统设计方法,该方法以Revit软件为中心,采用C#进行二次开发,实现布置设...     

周向非均匀热流边界条件下太阳能高温吸热管内湍流传热特性研究

周向非均匀高密度热流引发的过热问题一直影响着太阳能热发电站中高温吸热器的运行安全。该文建立了太阳能高温吸热管对流换热电加热实验台和数值计算模型,通过实验研究和模拟计算,研究了周向非均匀热流边界条件下吸热管壁温度分布规律。研究结果显示:周向非均匀热流边界条件下吸热管壁温度分布与截面圆心角余弦呈函数关系,实验测量结果与数值计算结果吻合较好;经典Dittus-Boelter公式仍可用于计算周向非均匀热流边界条件下吸热管内的换热计算,但不适用于管壁温度分布计算。文中给出了周向非均匀热流边界条件下吸热器管壁温度计算关联式。     

110kV双回路转角塔等电位作业进电场装置的研制与应用

在110 kV双回路转角塔等电位作业时，传统等电位作业进电场的方式无法满足等电位作业安全距离，因此，分析研究110 kV双回路转角塔的结构特点，并参考“塔吊”的工作原理，研制了一种等电位作业进电场装置，改变传统带电作业进电场的方式和路径，增大组合间隙，保证了作业人员在110 kV双回路转角塔开展等电位作业时进入强电场的安全距离，具有很强的实用性，保证供电可靠性。     

受控导线断线时输电铁塔的实测动态特性

英国在1条退役的输电铁塔上进行了断线事件的现场模拟测试,研究了传递到输电铁塔塔腿的负载分布、负载传递速率.在土工离心机中进行了相似的物理模型研究,给出了负载传递速率和承载系数(Ns)的关系.     

组合式相变材料吸热器热性能研究

针对NASA 2kW高温相变吸热器采用单-熔点的相变材料出现的问题，提出了由3种相变温度不同的相变材料组成的组合PCM吸热器模型，建立了相应的物理模型，给出了数值求解方法，计算了换热管最大温度、工质出口温度、换热管总PCM熔化率等结果。并与单一PCM换热管吸热器进行了比较分析，说明采用组合PCM换热管可以很好地提高吸热器的性能，减少工质温度被动、减少吸热器质量。计算结果可用于指导吸热器的设计。