DSG槽式太陽能集熱系統(tǒng)水動力特性研究.pdf

1、與基于導(dǎo)熱油的槽式太陽能熱發(fā)電技術(shù)相比，直接蒸汽產(chǎn)生(DSG，Directsteamgeneration)槽式太陽能熱電技術(shù)以水為工質(zhì)簡化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，提高了集熱器出口蒸汽溫度，具有較高的發(fā)電效率和較低的初始投資，是最具商業(yè)前景的太陽能熱電技術(shù)之一。DSG槽式太陽能集熱器是典型的汽水兩相系統(tǒng)，容易出現(xiàn)水動力不穩(wěn)定性現(xiàn)象，危害系統(tǒng)正常運行。因此，研究DSG槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的水動力不穩(wěn)定性，為DSG槽式太陽能熱電系統(tǒng)的設(shè)計和運行提供理論

2、指導(dǎo)，對于推動我國DSG槽式太陽能熱電技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。
　　本文建立了DSG槽式太陽能集熱器系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，并針對系統(tǒng)內(nèi)汽水工質(zhì)的流動和傳熱過程，建立了一種基于Lagrange質(zhì)點追蹤方法的數(shù)值仿真模型。數(shù)值計算結(jié)果已有實驗結(jié)果基本吻合，初步證明了所建立的數(shù)學(xué)模型的可靠性。
　　基于上述的數(shù)值仿真模型，獲得了DSG槽式太陽能集熱器系統(tǒng)的水動力特性曲線，分析了系統(tǒng)進(jìn)口工質(zhì)溫度、系統(tǒng)工作壓力、太陽能輻射強度和集熱器管徑等主

3、要參數(shù)對系統(tǒng)水動力多值性的影響。結(jié)果表明，提高進(jìn)口工質(zhì)溫度和系統(tǒng)工作壓力，有助于改善DSG槽式太陽能集熱器系統(tǒng)的水動力特性；太陽能輻射強度越高，系統(tǒng)出現(xiàn)水動力不穩(wěn)定的流量范圍越大；集熱管管徑越小，系統(tǒng)壓降越大，水動力特性趨于穩(wěn)定，且不穩(wěn)定范圍基本不變。
　　在分析單根集熱管水動力特性基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對并聯(lián)布置的DSG集熱系統(tǒng)的流量分配特性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，由于受到水動力不穩(wěn)定性的影響，當(dāng)并聯(lián)集熱管接受相同的太陽輻射時，集熱管間的

4、流量分配可能出現(xiàn)十分顯著的差異。當(dāng)各并聯(lián)管間的太陽能輻射強度存在偏差時，并聯(lián)管間的流量分配情況較為復(fù)雜：在一定的太陽能輻射強度偏差下，可能會出現(xiàn)太陽輻射強度較大的集熱管的管內(nèi)工質(zhì)流量也較大這一理想情況；隨著太陽輻射強度偏差逐步變大，上述理想流量分配所對應(yīng)的系統(tǒng)流量范圍越來越??；當(dāng)太陽輻射強度偏差達(dá)到一定程度后，上述較為理想的流量分配情況消失，即太陽輻射強度較大的集熱管內(nèi)工質(zhì)流量較小。
　　上述研究工作可以為DSG槽式太陽能熱發(fā)電系