两步双循环太阳能直接蒸汽产生（DSG）发电技术研究

【摘要】：综合能源消费情况来看,我国的煤炭消费量是世界上最大的,约占67%,这是严重的环境污染和我国生态环境恶化逐年增加的主要原因。随着近年来全国范围内的雾霾横行,人类社会对清洁能源的需求越来越强烈。太阳能作为一种取之不竭的清洁能源,首先引起了科研人员的兴趣。开发和利用太阳能对中国经济社会走可持续发展之路和保护生态环境以及解决偏远地区无电人口和某些特殊用途都具有重大的战略意义。 太阳能热发电系统,不耗用化石能源,无污染物排放,是与生态环境和谐的清洁能源利用系统。自20世纪80年代初研究试验成功以后,经过不断的发展与改进,目前美国已有11座大型商用系统在并网运行,总装机容量约为36.5万千瓦；在日本、法国、以色列、意大利、西班牙、德国前苏联、澳大利亚等国也积极开展了研究开发工作,并建设了试验示范系统。研究开发与试验示范表明,槽式系统、塔式系统和碟式系统在技术上都是可行的,在经济上也将会是有前景的。 本文首先对太阳能发电的国内外现状做了详细的调研,分别介绍了目前太阳能发电所采用的四种技术,槽式、塔式、碟式和线性菲涅尔式太阳能热发电技术。 其次,本文分别对太阳能发电系统的基本问题和直接蒸汽太阳能集热器的传热特性进行了分析,并讨论了太阳能集热器的传热模型。本文还对两步双循环直接蒸汽热发电系统的性能进行了研究,给出了两步双循环直接蒸汽热发电系统的模型。 最后,针对直接蒸汽产生技术中的关键控制问题,设计了改进的PID控制器对喷雾阀门进行了控制,并从理论上对其稳定性进行了分析,仿真结果表明,该控制器具有一定的可行性和应用价值。 【关键词】：两步双循环 直接蒸汽产生 槽式太阳能发电 PID
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 论文研究背景及意义8-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 槽式太阳能热发电技术11-13
• 1.2.2 塔式太阳能热发电技术13-14
• 1.2.3 碟式太阳能热发电技术14
• 1.2.4 线性菲涅尔热发电技术14-15
• 1.3 论文的主要研究内容15-17
• 2 槽式太阳能发电系统基本问题分析与研究17-25
• 2.1 直接蒸汽产生技术(DSG)18-20
• 2.2 槽式太阳能直接蒸汽发电系统20-21
• 2.2.1 聚光集热系统20
• 2.2.2 蓄热子系统20-21
• 2.2.3 换热系统21
• 2.2.4 辅助能源子系统21
• 2.2.5 动力发电子系统21
• 2.2.6 蒸汽发电系统21
• 2.3 槽式太阳能直接蒸汽产生热发电系统循环方式21-24
• 2.3.1 一次通过式22
• 2.3.2 注入模式22-23
• 2.3.3 双循环方式23-24
• 2.4 小结24-25
• 3 槽式直接蒸汽太阳能集热器的传热流动特性分析25-41
• 3.1 传热模型的建立25-31
• 3.1.1 热平衡方程25-30
• 3.1.2 模型的验证30-31
• 3.2 直接蒸汽式吸热管内流动换热模型的建立31-38
• 3.3 直接蒸汽式吸热管内水动力模型的建立38-40
• 3.4 小结40-41
• 4 两步双循环太阳能直接蒸汽热发电系统性能研究41-54
• 4.1 发电系统搭建41-44
• 4.2 发电系统中的储能问题研究44-46
• 4.2.1 显热储能44-45
• 4.2.2 相变储能45-46
• 4.2.3 化学储能46
• 4.3 发电系统中的控制问题研究46-53
• 4.3.1 控制方式47
• 4.3.2 控制系统的配置47-53
• 4.4 小结53-54
• 5 两步双循环太阳能直接蒸汽产生(DSG)部分关键控制技术研究54-61
• 5.1 直接蒸汽产生(DSG)技术控制问题分析54-55
• 5.2 两步双循环太阳能直接蒸汽产生(DSG)技术部分关键控制系统设计55-57
• 5.2.1 控制对象建模55-56
• 5.2.2 控制律设计56-57
• 5.2.3 稳定性分析57
• 5.3 仿真分析57-60
• 5.4 小结60-61
• 结论61-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-67
• 攻读学位期间的研究成果67

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