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中低温槽式聚光太阳能热发电系统关键技术

中低温槽式聚光太阳能热发电系统关键技术
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作者: 著
出版社: 科学出版社
2020-11
版次: 1
ISBN: 9787030642776
定价: 118.00
装帧: 平装
开本: 16开
纸张: 胶版纸
页数: 183页
分类: 工程技术
5人买过
  • 《中低温槽式聚光太阳能热发电系统关键技术》针对中低温槽式聚光太阳能热发电系统，围绕槽式聚光集热器、储热系统、热功转换系统等各组成部分进行了深入分析和探讨。在聚光集热器方面，介绍一种三叶片螺旋形转子的新型内插件结构；在储热系统方面，介绍显热储热、相变储热、化学储热的主要组成和特征，阐明储热装置以及储热罐的构成和特性，并对熔融盐高温储热罐进行了模拟研究，分析其温度场分布特征和保温层优化设计方案；在热工转换系统方面，介绍有机朗肯循环热发电系统的结构及工作过程及其系统性能评价指标的计算方法，对比分析有机朗肯循环与水蒸气朗肯循环，说明两种循环方式适应的循环参数，并对工质的选取原则以及热力性质的计算方法进行了研究；建立了螺杆膨胀机工作模型，分析了变工况时螺杆膨胀机的性能及其主要影响因素和计算方法，*后介绍了包括太阳能热化学利用、太阳能聚光海水淡化利用、太阳能与化石能源互补发电及太阳能-水源热泵供暖系统等先进的太阳能综合利用方案；根据有无一次能源的条件，提出了两种基于中低温太阳能的综合能源系统方案。 目录 

    前言 

    第1章 绪论 1 

    1.1 概述 1 

    1.2 研究背景 2 

    1.3 中低温太阳能热发电的组成及技术现状 4 

    1.3.1 聚光集热装置 5 

    1.3.2 储热装置 6 

    1.3.3 热功转换装置 7 

    1.4 中低温太阳能热发电的关键问题分析 8 

    第2章 光场 10 

    2.1 太阳能资源分布影响因素与评价 10 

    2.1.1 资源分布影响因素 10 

    2.1.2 设备选址可行性实例分析 10 

    2.2 槽式太阳能集热器 13 

    2.2.1 槽式太阳能聚光集热系统 13 

    2.2.2 聚光器 15 

    2.2.3 真空集热管 17 

    2.2.4 追日跟踪系统 19 

    2.3 塔式太阳能集热器 20 

    2.3.1 塔式太阳能聚光系统 20 

    2.3.2 定日镜场 21 

    2.3.3 追踪系统 26 

    2.4 碟式太阳能集热器 28 

    2.4.1 碟式太阳能聚光系统 29 

    2.4.2 抛物面聚光器 32 

    2.4.3 接收器 33 

    2.5 新型中低温槽式太阳能热发电系统设计实例分析 34 

    2.5.1 聚光集热系统基本设计 34 

    2.5.2 新型镜场参数设计及仿真分析 36 

    2.5.3 内插涡轮(三叶片转子)的新型集热管设计及传热特性分析 40 

    2.5.4 光场性能实验及结果分析 56 

    第3章 太阳能热储存技术 80 

    3.1 热储存的意义 80 

    3.1.1 储热的作用与类型 80 

    3.1.2 储热与太阳能热发电的设计 83 

    3.2 储热材料分类 84 

    3.3 显热储热材料 85 

    3.3.1 显热储热材料性能要求 85 

    3.3.2 气体显热储热材料 86 

    3.3.3 液体显热储热材料 86 

    3.3.4 固体显热储热材料 87 

    3.4 相变储热材料 87 

    3.4.1 相变储热材料性能 87 

    3.4.2 相变储热材料 88 

    3.4.3 无机盐相变材料 88 

    3.5 太阳能化学反应存储 89 

    3.5.1 太阳能化学反应储存概述 89 

    3.5.2 几类具有潜力的化学储热反应 90 

    3.6 储热系统 92 

    3.6.1 储热装置技术 92 

    3.6.2 对储热容器的要求 93 

    3.6.3 储热装置的发展 93 

    3.6.4 储热罐 95 

    3.6.5 单罐储热和双罐储热 96 

    3.6.6 圆筒形熔盐储热罐的数值模拟 97 

    3.7 热交换 104 

    3.8 热传输 105 

    3.9 储热系统运行模式 107 

    3.9.1 储热系统的基本结构 107 

    3.9.2 储热系统的运行模式 109 

    第4章 有机朗肯循环太阳能热发电系统 110 

    4.1 ORC发电系统及其工作过程 110 

    4.1.1 ORC发电系统概述 110 

    4.1.2 ORC发电系统工作过程 110 

    4.2 ORC发电系统的热力分析及组件模型 111 

    4.2.1 ORC发电系统的热力分析 111 

    4.2.2 蒸发器热交换模型 113 

    4.2.3 冷凝器热交换模型 115 

    4.2.4 工质增压泵功耗模型 116 

    4.2.5 冷却水泵功耗模型 117 

    4.3 ORC发电系统的性能指标 117 

    4.3.1 ORC发电系统的循环热效率和循环效率 117 

    4.3.2 ORC发电系统的总热回收效率和总回收效率 118 

    4.3.3 ORC发电系统的净输出功率和总损失 119 

    4.3.4 ORC发电系统中单位质量烟气的净输出功 120 

    4.3.5 ORC发电系统的热污染指标――热排放量 120 

    4.3.6 ORC发电系统的经济性指标――换热器UA值 121 

    第5章 太阳能ORC发电系统的工质研究 123 

    5.1 水与有机工质的特性对比 123 

    5.1.1 水工质和有机工质定性的比较 123 

    5.1.2 水工质和有机工质定量的比较 125 

    5.1.3 水工质与有机工质性能的比较 130 

    5.2 有机朗肯循环工质的选择原则 132 

    5.3 纯工质热力性质计算方法 134 

    5.3.1 PR状态方程 135 

    5.3.2 纯工质导出参数的热力学关系式 137 

    5.3.3 PR状态方程求解及气液相平衡计算 142 

    第6章 螺杆膨胀机性能及影响因素分析 145 

    6.1 螺杆膨胀机工作模型 146 

    6.1.1 螺杆膨胀机工作原理 146 

    6.1.2 螺杆膨胀机模型构建 148 

    6.2 螺杆膨胀机热力性能分析 153 

    6.2.1 进气压力的影响 154 

    6.2.2 进气温度的影响 156 

    6.2.3 排气背压的影响 158 

    6.2.4 转速的影响 159 

    第7章 中低温太阳能应用场景分析 162 

    7.1 中低温太阳能利用场景的技术路线 162 

    7.1.1 中低温太阳能热化学利用场景 162 

    7.1.2 太阳能聚光海水淡化利用 166 

    7.1.3 太阳能与化石能源互补发电技术 170 

    7.1.4 太阳能-水源热泵供暖场景 170 

    7.2 中低温太阳能在综合能源系统中的应用 171 

    7.2.1 中低温太阳能综合能源系统方案一 172 

    7.2.2 中低温太阳能综合能源系统方案二 175 

    主要参考文献 179
  • 内容简介:
    《中低温槽式聚光太阳能热发电系统关键技术》针对中低温槽式聚光太阳能热发电系统，围绕槽式聚光集热器、储热系统、热功转换系统等各组成部分进行了深入分析和探讨。在聚光集热器方面，介绍一种三叶片螺旋形转子的新型内插件结构；在储热系统方面，介绍显热储热、相变储热、化学储热的主要组成和特征，阐明储热装置以及储热罐的构成和特性，并对熔融盐高温储热罐进行了模拟研究，分析其温度场分布特征和保温层优化设计方案；在热工转换系统方面，介绍有机朗肯循环热发电系统的结构及工作过程及其系统性能评价指标的计算方法，对比分析有机朗肯循环与水蒸气朗肯循环，说明两种循环方式适应的循环参数，并对工质的选取原则以及热力性质的计算方法进行了研究；建立了螺杆膨胀机工作模型，分析了变工况时螺杆膨胀机的性能及其主要影响因素和计算方法，*后介绍了包括太阳能热化学利用、太阳能聚光海水淡化利用、太阳能与化石能源互补发电及太阳能-水源热泵供暖系统等先进的太阳能综合利用方案；根据有无一次能源的条件，提出了两种基于中低温太阳能的综合能源系统方案。
  • 目录:
    目录 

    前言 

    第1章 绪论 1 

    1.1 概述 1 

    1.2 研究背景 2 

    1.3 中低温太阳能热发电的组成及技术现状 4 

    1.3.1 聚光集热装置 5 

    1.3.2 储热装置 6 

    1.3.3 热功转换装置 7 

    1.4 中低温太阳能热发电的关键问题分析 8 

    第2章 光场 10 

    2.1 太阳能资源分布影响因素与评价 10 

    2.1.1 资源分布影响因素 10 

    2.1.2 设备选址可行性实例分析 10 

    2.2 槽式太阳能集热器 13 

    2.2.1 槽式太阳能聚光集热系统 13 

    2.2.2 聚光器 15 

    2.2.3 真空集热管 17 

    2.2.4 追日跟踪系统 19 

    2.3 塔式太阳能集热器 20 

    2.3.1 塔式太阳能聚光系统 20 

    2.3.2 定日镜场 21 

    2.3.3 追踪系统 26 

    2.4 碟式太阳能集热器 28 

    2.4.1 碟式太阳能聚光系统 29 

    2.4.2 抛物面聚光器 32 

    2.4.3 接收器 33 

    2.5 新型中低温槽式太阳能热发电系统设计实例分析 34 

    2.5.1 聚光集热系统基本设计 34 

    2.5.2 新型镜场参数设计及仿真分析 36 

    2.5.3 内插涡轮(三叶片转子)的新型集热管设计及传热特性分析 40 

    2.5.4 光场性能实验及结果分析 56 

    第3章 太阳能热储存技术 80 

    3.1 热储存的意义 80 

    3.1.1 储热的作用与类型 80 

    3.1.2 储热与太阳能热发电的设计 83 

    3.2 储热材料分类 84 

    3.3 显热储热材料 85 

    3.3.1 显热储热材料性能要求 85 

    3.3.2 气体显热储热材料 86 

    3.3.3 液体显热储热材料 86 

    3.3.4 固体显热储热材料 87 

    3.4 相变储热材料 87 

    3.4.1 相变储热材料性能 87 

    3.4.2 相变储热材料 88 

    3.4.3 无机盐相变材料 88 

    3.5 太阳能化学反应存储 89 

    3.5.1 太阳能化学反应储存概述 89 

    3.5.2 几类具有潜力的化学储热反应 90 

    3.6 储热系统 92 

    3.6.1 储热装置技术 92 

    3.6.2 对储热容器的要求 93 

    3.6.3 储热装置的发展 93 

    3.6.4 储热罐 95 

    3.6.5 单罐储热和双罐储热 96 

    3.6.6 圆筒形熔盐储热罐的数值模拟 97 

    3.7 热交换 104 

    3.8 热传输 105 

    3.9 储热系统运行模式 107 

    3.9.1 储热系统的基本结构 107 

    3.9.2 储热系统的运行模式 109 

    第4章 有机朗肯循环太阳能热发电系统 110 

    4.1 ORC发电系统及其工作过程 110 

    4.1.1 ORC发电系统概述 110 

    4.1.2 ORC发电系统工作过程 110 

    4.2 ORC发电系统的热力分析及组件模型 111 

    4.2.1 ORC发电系统的热力分析 111 

    4.2.2 蒸发器热交换模型 113 

    4.2.3 冷凝器热交换模型 115 

    4.2.4 工质增压泵功耗模型 116 

    4.2.5 冷却水泵功耗模型 117 

    4.3 ORC发电系统的性能指标 117 

    4.3.1 ORC发电系统的循环热效率和循环效率 117 

    4.3.2 ORC发电系统的总热回收效率和总回收效率 118 

    4.3.3 ORC发电系统的净输出功率和总损失 119 

    4.3.4 ORC发电系统中单位质量烟气的净输出功 120 

    4.3.5 ORC发电系统的热污染指标――热排放量 120 

    4.3.6 ORC发电系统的经济性指标――换热器UA值 121 

    第5章 太阳能ORC发电系统的工质研究 123 

    5.1 水与有机工质的特性对比 123 

    5.1.1 水工质和有机工质定性的比较 123 

    5.1.2 水工质和有机工质定量的比较 125 

    5.1.3 水工质与有机工质性能的比较 130 

    5.2 有机朗肯循环工质的选择原则 132 

    5.3 纯工质热力性质计算方法 134 

    5.3.1 PR状态方程 135 

    5.3.2 纯工质导出参数的热力学关系式 137 

    5.3.3 PR状态方程求解及气液相平衡计算 142 

    第6章 螺杆膨胀机性能及影响因素分析 145 

    6.1 螺杆膨胀机工作模型 146 

    6.1.1 螺杆膨胀机工作原理 146 

    6.1.2 螺杆膨胀机模型构建 148 

    6.2 螺杆膨胀机热力性能分析 153 

    6.2.1 进气压力的影响 154 

    6.2.2 进气温度的影响 156 

    6.2.3 排气背压的影响 158 

    6.2.4 转速的影响 159 

    第7章 中低温太阳能应用场景分析 162 

    7.1 中低温太阳能利用场景的技术路线 162 

    7.1.1 中低温太阳能热化学利用场景 162 

    7.1.2 太阳能聚光海水淡化利用 166 

    7.1.3 太阳能与化石能源互补发电技术 170 

    7.1.4 太阳能-水源热泵供暖场景 170 

    7.2 中低温太阳能在综合能源系统中的应用 171 

    7.2.1 中低温太阳能综合能源系统方案一 172 

    7.2.2 中低温太阳能综合能源系统方案二 175 

    主要参考文献 179
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