兩步雙循環(huán)太陽能直接蒸汽產(chǎn)生（DSG）發(fā)電技術研究

【摘要】：綜合能源消費情況來看,我國的煤炭消費量是世界上最大的,約占67%,這是嚴重的環(huán)境污染和我國生態(tài)環(huán)境惡化逐年增加的主要原因。隨著近年來全國范圍內(nèi)的霧霾橫行,人類社會對清潔能源的需求越來越強烈。太陽能作為一種取之不竭的清潔能源,首先引起了科研人員的興趣。開發(fā)和利用太陽能對中國經(jīng)濟社會走可持續(xù)發(fā)展之路和保護生態(tài)環(huán)境以及解決偏遠地區(qū)無電人口和某些特殊用途都具有重大的戰(zhàn)略意義。 太陽能熱發(fā)電系統(tǒng),不耗用化石能源,無污染物排放,是與生態(tài)環(huán)境和諧的清潔能源利用系統(tǒng)。自20世紀80年代初研究試驗成功以后,經(jīng)過不斷的發(fā)展與改進,目前美國已有11座大型商用系統(tǒng)在并網(wǎng)運行,總裝機容量約為36.5萬千瓦；在日本、法國、以色列、意大利、西班牙、德國前蘇聯(lián)、澳大利亞等國也積極開展了研究開發(fā)工作,并建設了試驗示范系統(tǒng)。研究開發(fā)與試驗示范表明,槽式系統(tǒng)、塔式系統(tǒng)和碟式系統(tǒng)在技術上都是可行的,在經(jīng)濟上也將會是有前景的。 本文首先對太陽能發(fā)電的國內(nèi)外現(xiàn)狀做了詳細的調(diào)研,分別介紹了目前太陽能發(fā)電所采用的四種技術,槽式、塔式、碟式和線性菲涅爾式太陽能熱發(fā)電技術。 其次,本文分別對太陽能發(fā)電系統(tǒng)的基本問題和直接蒸汽太陽能集熱器的傳熱特性進行了分析,并討論了太陽能集熱器的傳熱模型。本文還對兩步雙循環(huán)直接蒸汽熱發(fā)電系統(tǒng)的性能進行了研究,給出了兩步雙循環(huán)直接蒸汽熱發(fā)電系統(tǒng)的模型。 最后,針對直接蒸汽產(chǎn)生技術中的關鍵控制問題,設計了改進的PID控制器對噴霧閥門進行了控制,并從理論上對其穩(wěn)定性進行了分析,仿真結果表明,該控制器具有一定的可行性和應用價值。 【關鍵詞】：兩步雙循環(huán) 直接蒸汽產(chǎn)生 槽式太陽能發(fā)電 PID
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-17
• 1.1 論文研究背景及意義8-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 槽式太陽能熱發(fā)電技術11-13
• 1.2.2 塔式太陽能熱發(fā)電技術13-14
• 1.2.3 碟式太陽能熱發(fā)電技術14
• 1.2.4 線性菲涅爾熱發(fā)電技術14-15
• 1.3 論文的主要研究內(nèi)容15-17
• 2 槽式太陽能發(fā)電系統(tǒng)基本問題分析與研究17-25
• 2.1 直接蒸汽產(chǎn)生技術(DSG)18-20
• 2.2 槽式太陽能直接蒸汽發(fā)電系統(tǒng)20-21
• 2.2.1 聚光集熱系統(tǒng)20
• 2.2.2 蓄熱子系統(tǒng)20-21
• 2.2.3 換熱系統(tǒng)21
• 2.2.4 輔助能源子系統(tǒng)21
• 2.2.5 動力發(fā)電子系統(tǒng)21
• 2.2.6 蒸汽發(fā)電系統(tǒng)21
• 2.3 槽式太陽能直接蒸汽產(chǎn)生熱發(fā)電系統(tǒng)循環(huán)方式21-24
• 2.3.1 一次通過式22
• 2.3.2 注入模式22-23
• 2.3.3 雙循環(huán)方式23-24
• 2.4 小結24-25
• 3 槽式直接蒸汽太陽能集熱器的傳熱流動特性分析25-41
• 3.1 傳熱模型的建立25-31
• 3.1.1 熱平衡方程25-30
• 3.1.2 模型的驗證30-31
• 3.2 直接蒸汽式吸熱管內(nèi)流動換熱模型的建立31-38
• 3.3 直接蒸汽式吸熱管內(nèi)水動力模型的建立38-40
• 3.4 小結40-41
• 4 兩步雙循環(huán)太陽能直接蒸汽熱發(fā)電系統(tǒng)性能研究41-54
• 4.1 發(fā)電系統(tǒng)搭建41-44
• 4.2 發(fā)電系統(tǒng)中的儲能問題研究44-46
• 4.2.1 顯熱儲能44-45
• 4.2.2 相變儲能45-46
• 4.2.3 化學儲能46
• 4.3 發(fā)電系統(tǒng)中的控制問題研究46-53
• 4.3.1 控制方式47
• 4.3.2 控制系統(tǒng)的配置47-53
• 4.4 小結53-54
• 5 兩步雙循環(huán)太陽能直接蒸汽產(chǎn)生(DSG)部分關鍵控制技術研究54-61
• 5.1 直接蒸汽產(chǎn)生(DSG)技術控制問題分析54-55
• 5.2 兩步雙循環(huán)太陽能直接蒸汽產(chǎn)生(DSG)技術部分關鍵控制系統(tǒng)設計55-57
• 5.2.1 控制對象建模55-56
• 5.2.2 控制律設計56-57
• 5.2.3 穩(wěn)定性分析57
• 5.3 仿真分析57-60
• 5.4 小結60-61
• 結論61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻63-67
• 攻讀學位期間的研究成果67

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