不同碟式直接蒸汽热发电蓄热系统的性能分析

针对碟式太阳能斯特林热发电系统不具备储热功能而无法连续稳定发电的问题,提出了带蓄热的碟式直接蒸汽热发电系统。以25kW·h发电功率和8h蓄热时间为约束,设计了双罐间接蓄热、单罐斜温层蓄热2种显热蓄热系统以及双罐-潜热蓄热和单罐-潜热蓄热2种多级蓄热系统。以传热学、热力学和经济学原理为基础,对4种蓄热系统的热力学性能和经济性进行了对比分析。结果表明:双罐-潜热蓄热系统的蓄热性能最佳,系统[火用]效率为77.67%;单罐-潜热蓄热系统次之,其系统[火用]效率为61.69%;双罐蓄热系统和单罐斜温层蓄热系统的蓄热性能较差,其系统[火用]效率分别为40.96%和32.83%。在经济性方面,双罐蓄热系统成本最高,单罐斜温层蓄热系统次之,双罐-潜热蓄热系统和单罐-潜热蓄热系统成本较低。综合热力学性能和经济性能,推荐碟式直接蒸汽热发电系统采用双罐-潜热蓄热作为蓄热方式。     

太阳能光热发电系统蓄热混凝土的制备与性能

蓄热混凝土是太阳能热电站蓄热单元常用材料,研究了掺入磨细矿渣粉、聚丙烯腈有机纤维以及石墨集料等对蓄热混凝土物理力学性能、耐热性能和导热系数等的影响;结果表明磨细矿渣粉和石墨集料的掺入可有效提高混凝土的耐热性能,通过扫描电子显微镜(SEM)等测试手段从微观角度分析了其内在机理;同时,石墨集料还显著提高了混凝土导热系数。     

基于TRNSYS对上海地区太阳能热水系统的经济性分析

针对目前太阳能热水系统经济性评价方法的单一性,引入热水成本单价对太阳能热系统进行经济性分析. 以上海市典型一家三口家庭为实例,基于TRNSYS软件模拟分析上海地区太阳能集热器出口温度,计算出不同辅助能源时太阳能热水系统的热水单价,结果表明:以电辅助太阳能热水系统的热水单价为146.75元/吨,相对燃气作为辅助能源,其热水单价减少40.2%.     

废热驱动金属氢化物热变换器的性能分析

以 LaNi4.5Al0.5/LaNi5 为金属氢化物热变换器的工质对,建立了考虑反应器相对质量和比热容、热回收率等因素的金属氢化物热变换器能量分析和 分析模型,分析了热源温度、反应器相对质量和比热容、热回收率以及氢气的转化率对系统性能的影响,并提出了相应的改进措施,从而提高了金属氢化物热变换器的性能。     

太阳能相变蓄热加热输送原油系统

根据太阳能的特点和原油加热输送过程的工艺条件,设计了一套太阳能相变蓄热加热原油系统,研制开发了一种适用于太阳能加热的相变蓄热装置,对蓄热装置放热过程中的部分热工参数进行了测量。通过分析可知,该系统利用太阳能加热原油,相变蓄热装置的传热性能较好,装置在55~85℃范围内所蓄热量是同体积水作蓄热材料的蓄热装置所蓄热量的3.5倍,设备具有体积小、蓄热量大、放热温度均匀、便于控制加热温度等特点。     

太阳能光伏空调经济性分析

以适用于某办公房间的太阳能空调为研究对象,根据北京地区的实际气象参数,利用ENERGY PULS计算出适合于此房间的逐时负荷量及年负荷,利用MATLAB2009a软件计算出各个方案光伏系统的年供电量,对并网及不并网2大类5种太阳能空调全年运行经济性进行了分析.结果显示:离网系统中,无论是独立系统还是市电互补系统,明显呈现亏损;并网系统中,并网不可调太阳能系统投资回收期短,对仅可使用1 m2左右太阳能板的普通住户,有一定的经济性,对太阳能板面积使用空间限制小的住户,经济性会更加明显.     

压缩机驱动金属氢化物制冷系统的热力学分析

为了提高压缩机驱动金属氢化物制冷系统的性能,建立了该制冷系统的动态性能分析模型。通过模拟计算,分析了热源温度、反应器的比热、氢化物与反应器的质量比和传热系数等对系统动态性能的影响。模拟计算分析获得了一些有意义和有价值的结论,并根据计算结果提出了改善系统动态性能的措施。     

内螺旋管金属氢化物反应器吸氢过程数值分析及优化

针对金属氢化物反应器传热性能较差的问题,采用田口方法对内置螺旋换热管的氢化物反应器进行了优化研究。建立了金属氢化物反应器的三维多物理场耦合模型并采用COMSOL Multiphysics V4.4软件来求解。采用田口方法安排出具有代表性的螺旋结构参数组合,通过反应器模型计算得到各个组合的性能。结果表明：螺旋管的换热系数和换热面积都较大,因此内置螺旋管的氢化物反应器的性能较理想;随着螺旋数N和螺旋管直径do的增加,反应器的单位重量蓄热功率GHSR大大提高,而螺旋线直径D对反应器性能影响很小;最优的螺旋管参数组合为：D=32mm、N=6和do=8mm,相应的GHSR达到62.90W/kg。     

基于AMTEC的碟式太阳能热发电系统的可行性研究

提出一种基于AMTEC的碟式太阳能热发电系统,该系统通过分离式热管把碟式太阳能集热系统和碱金属热电转换器(AMTEC)耦合起来。以碟式太阳能集热系统的热性能以及AMTEC的热电转换性能为基础,对提出的基于AMTEC的碟式太阳能热发电系统的性能进行了初步分析。结果表明,在一定的参数条件下,该系统的总体热电转换效率达到20.6%,该系统在碟式太阳能热发电系统中具有一定的竞争力。最后指出了需进一步解决和研究的问题。     

基于储氢合金的太阳能制冷系统理论研究

结合金属氢化物的特点,提出了一种新型太阳能吸附式制冷循环系统;具体介绍了系统结构形式,建立了系统能量转换与分析模型,并对构成系统的各部件进行了分析;根据具体算例,计算了系统各部件的效率与损失,结果表明,系统具有较好的节能效果,且系统优化应以太阳能辐射量为基准,以提高金属氢化物系统中的氢气转化率为目标进行。系统优化的另一方向在于发展与其他太阳能利用技术相结合的复合式系统。     

High temperature SMES for improving power system stabilities

Superconducting magnetic energy storage (SMES) system has been proven very effective to improve power system stabilities. It is realized with superconductivity technology, power electronics and control theory. In order to promote the applica-tion of such kind control device and to further investigate the properties of the controller, a detail mathematic model of such control device is developed. Based on the developed model, extensive analysis including time domain simulation is carried out to investigate the characteristic of the SMES to compensate the unba- lanced dynamic active and reactive power of AC power system. The capability of SMES to increase power system transient and small signal perturbation stabilities are analyzed. A prototype SMES is developed, in which the conduction cooling and the high temperature superconductive techniques are used. The performance of the prototype is experimentally investigated in a laboratory environment. Very en-couraging results are obtained. After a brief introduction of the SMES control sys-tem and the principle of its capability to improve power system stabilities, the de-tails of the mathematic model, the theoretical analysis, the developed device and the experiment test results are all given in this paper.     

Research on solar aided coal-fired power generation system and performance analysis

Integrating solar power utilization systems with coal-fired power units, the solar aided coal-fired power generation (SACPG) shows a significant prospect for the large-scale utilization of solar energy and energy saving of thermal power units. The methods and mechanism of system integration were studied. The parabolic trough solar collectors were used to collect solar energy and the integration scheme of SACPG system was determined considering the matching of working fluid flows and energy flows. The thermodynamic characteristics of solar thermal power generation and their effects on the performance of thermal power units were studied, and based on this the integration and optimization model of system structure and parameters were built up. The integration rules and coupling mechanism of SACPG systems were summarized in accordance with simulation results. The economic analysis of this SACPG system showed that the solar LEC of a typical SACPG system, considering CO₂ avoidance, is 0.098 $/kW·h, lower than that of SEGS, 0.14 $/kW·h. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50776028 and 50606010) and the Program for New Century Excellent Talents in University (Grant No. NCET-05-0217)     

地下蓄能间歇时序影响与作用

在建立大型热源群模型的基础上,研究了地下蓄能负荷周期的控制方式,探索了间歇时序与动态蓄能方式对地下蓄能效果的影响。分析表明,地下蓄能负荷分配的温位幅值分布、间歇周期和循环间断周期等所形成的动态温度场不但在蓄能加热期对蓄能具有明显作用,对于蓄热结束后能量保持期的能量扩散程度也起到一定的影响作用,可以通过可控性扩散传输,达...     

仿生葫芦储热单元潜热蓄热堆积床数值研究

在碳达峰与碳中和的“双碳”能源背景下,传统封装相变材料（PCM）的储热单元与潜热储热堆积床（LHTES）系统无法满足当前的储热需求,而仿生学在储热领域的应用,可以为二者储热效率的提升提供一种全新的思路。为此,提出一种仿生葫芦结构的新型储热单元以增加传热面积,提高LHTES系统的热性能。优化仿生葫芦单元结构的尺寸参数对单元熔融特性的影响,确定最优熔融特性的尺寸参数。分析传统球形和仿生葫芦LHTES的温度分布、液相率、蓄热能力等性能指标的影响。结果表明,葫芦结构可提升14.5%的单元换热面积,与传统模型相比,仿生模型液相率和储热完成率最大可分别提升12.67%和6.2%。在此基础上,分析入口温度和流速对系统性能的影响,结果表明,进口温度对系统的储热性能影响较大,进口温度增大15 K,堆积床系统的储热时间比原来缩短59.6%。该研究可为优化LHTES系统、提高实际条件下的热性能提供参考。     

Preparation and characterization of Andalusite ceramic used for solar thermal power generation

High-temperature thermal storage material is one of the critical materials of solar thermal power generation system. Andalusite, kaolin, talc, γ-Al 2 O 3 and partially stabilized zirconia were used as the raw materials, and in-situ synthesis of cordierite was adopted to fabricate thermal storage material for solar thermal power generation via pressureless sintering. The phase compositions, microstructures and thermal shock resistances of the sintered samples were analyzed by XRD, SEM and EDS, and the corresponding mechanical properties were measured. The results show that the major phases of the samples are mullite and zirconium silicate, and the pores distribute uniformly. After being sintered at 1 460 ℃, A4 sample exhibits a better mechanical performance and thermal shock resistance, its loss rate of bending strength after 30 cycles thermal shock is 3.04%, the bulk density and bending strength are 2.86 g·cm-3 and 139.66 MPa, respectively. The better thermal shock resistance of the sample is closely related to the effect of zirconium silicate, such as its uniform distribution, nested growth with mullite, low thermal expansion coeffi cient, high thermal conductivity, etc. This ceramic can be widely used as one of potential thermal storage materials of solar thermal power generation system.     

太阳能热气流发电系统塔囱高度直径的设计计算

简要介绍了太阳能热气流发电系统的工作原理,根据工程上塔囱的设计思路结合太阳能热气流发电系统本身的特点总结了太阳能发电系统塔囱高度直径设计计算方法,并进行了验证.     

火电大机组调峰运行方式简析

从经济性和安全性的角度出发,对火电大机组常用的几种调峰运行进行了分析比较,并运用了临界时间这一概念,对不同运行环境下的机组采用何种调峰运行方式提出了合理建议。     

超临界600 MW火电机组热力系统的单耗分析

在我国约有80％的电量来自于火力发电,因此准确而有效的节能理论对火电机组节能减排工作具有重要意义.提出了火电机组热力系统单耗分析数学模型,应用该模型以某超临界N600-24.2/566/566机组为例进行热力系统单耗分析计算,得出了各主要设备附加单耗空间分布情况.计算结果表明:该机组实际单耗为b=360.24 g/kw·h(燃煤低位热值qnet=22 446 kJ/kg);整个回热系统总的附加单耗为bhr=3.695 2 g/kw·h,其中高压加热器的能损普遍高于低压加热器,除氧器的附加单耗最大;锅炉、管道、汽轮机的附加单耗分别为176.96g/kw·h,2.72 g/kw·h,21.46g/kw·h,其中锅炉的附加单耗最大,具有较大的节能潜力.