摘要：在大规模光热电站参与调峰运行的背景下,探究太阳能光热电站熔盐蒸汽发生系统的运行特性和安全性尤为重要。为了分析太阳能光热电站熔盐蒸汽发生系统的运行特性和安全性,采用效能-传热单元数方法建立了某50 MW光热电站熔盐蒸汽发生系统的热预测模型,使用实际运行数据修正了过热器、再热器、蒸发器和预热器的效能-传热单元数经验关联式,预测误差低于2.7%,探究了熔盐流量和换热面积对系统换热性能的影响,并提出了两种控制预热器运行安全的设计方案。结果表明:蒸发器的总换热系数受到熔盐流量的影响最大,可以通过增大熔盐流量提高系统换热量,但提升效果有限,增加过热器和再热器的面积可改善实际运行主蒸汽参数以达到最佳值;同时对蒸发换热系统中预热器安全运行进行了分析,提出了预热器安全运行措施。

摘要：引射器作为大气式燃烧器的重要组件,对燃烧器的稳定、完全燃烧具有重要的影响,因此对引射器的工作过程和影响其工作性能因素的研究尤为重要。本文首先对大气式燃烧器用的单喷嘴低压引射器的结构形式及具体尺寸进行了设计,并对设计出的引射器建立了三维、稳态的数学模型。然后利用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件对引射器进行了模拟计算,探究了引射器内燃气与空气发生动量和质量交换的混合过程并研究了工作喷嘴出口直径、混合室长度、燃气供气压力、引射器出口背压4个因素对引射器质量流量引射系数的影响。研究结果表明:当引射器其他参数相同时,工作喷嘴出口直径与混合管长度都存在一个最佳值使得引射器达到最优的引射系数;燃气供气压力增大对引射系数的影响很小,引射系数几乎不变,而当引射器出口背压增大时,引射系数却下降的很快。

摘要：本文以我国首座MW级塔式太阳能热发电示范电站的光热转化系统为研究对象。采用光线踪迹法建立了塔式太阳能电站镜场内单台定日镜光学效率模型,进而获得镜场总的光学效率。并依据塔影随时间的变化规律和集热器接收范围等因素确定了镜场布置范围。并在此基础上提出了镜场放射栅格式布置方式以及镜场优化准则,给出了我国首座MW级塔式太阳能电站的定日镜场优化后的年均效率为68.6%和提出了提高镜场光学效率的方案。

摘要：腔式吸热器是太阳能塔式热发电系统中光热转换的重要设备,由于其长期在高密度、非均匀辐射热流条件下工作,因此对其性能进行研究具有重要意义。本文对腔式吸热器的整体结构和吸热面进行了设计,采用改进的蒙特卡罗法与对流换热耦合的方法模拟了腔体内部热流密度分布,分析了吸热管束内部汽液两相流的流量、温度、以及管壁表面温度等参数的变化规律,从而对不同位置的换热系数进行预测,比较全面地认识吸热器整体性能。

摘要：熔融盐以其优良的性能在太阳能热发电站中常被用作储热和蓄热介质,然而由于蓄热的熔融盐工作温度高达500?600℃,这就使得熔融盐对蓄热系统材料的腐蚀成为一个关键问题。本文以美国新月沙丘塔式熔盐太阳能热电站为原型,针对其运行情况,自主设计并搭建旋转式高温NaNO3/KNO3二元熔盐腐蚀特性模拟实验系统,探究了304不锈钢在特定温度、不同流速、不同时间协同作用下的腐蚀动力学特性,并利用SEM、EDX、XRD等分析测试技术探索材料表面的微观腐蚀形貌和腐蚀产物形态及元素组成,揭示了304不锈钢在高温流动熔融盐中的腐蚀行为规律和腐蚀机理。

摘要：西北地区拥有丰富的风光资源,近年来基于风光的新能源发电系统发展迅猛。然而由于生产力、人口等因素,西北地区的电力负荷低,加之新能源的随机、不稳定等特点,弃风弃光现象严重,有研究表明可以通过新能源发电耦合氢储能技术来解决问题。基于风光联合发电耦合电解槽制氢系统的概念和结构,以风光氢能源系统的制氢速率为研究目标,在MATLAB/Simulink系统下建立了包括风力发电系统、光伏发电系统以及电解槽的混合架构模型,通过此模型探明在西北地区自然环境下的氢气产出特性及规律。

摘要：人体病变组织的光热效应是皮肤病激光疗法与光学诊断的基础,深入理解血液光吸收特性随温度变化的动态规律对利用激光来治疗葡萄酒色斑(PWS)等血管性疾病具有重要意义。设计并搭建了血液动态吸收光谱实验测量系统,利用常温水浴将血液样品缓慢加热至80℃(0.5～1.0℃.min-1),每间隔5℃为单位对血液的光吸收特性进行测量,得到了血液在可见光及近红外范围400～1000nm内随温度变化的动态吸收光谱。实验结果表明,加热过程中血液光吸收特性变化可分为4个阶段:常温至50℃血液吸收光谱基本无变化;50～58℃吸收特性曲线变平缓,630nm处吸光度增加为常温下的2倍;随着温度的进一步上升,血液光吸收特性大幅度增加;65℃后略有增加直至不再变化。整个加热过程中,血液吸光度均在970nm处存在峰值,并且吸收性能随着温度的上升有所增加,这为今后使用该波段治疗较深的顽固病变血管奠定了坚实的基础。

摘要：腔式吸热器是塔式太阳能热发电系统中非常关键的一个部件,它的性能直接关系到整个发电系统的效率,因此对吸热器内的太阳能热流密度及吸热器的效率进行计算在吸热器设计中便显得尤为重要。本文提出了一种综合计算的方法来解决这个问题:首先利用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法来模拟吸热器内太阳光束的行为,得到吸热器内的太阳能热流密度分布;然后利用流动换热的相应公式计算出吸热器内吸热管道的壁温;接着再对吸热器内空气的流场进行计算得到吸热器管道的热损失.利用这种综合计算的方法可以估算出太阳能在吸热器表面的热流密度分布以及吸热器的效率,为吸热器设计提供一定的理论指导。

摘要：以塔式太阳能聚光集热系统为研究对象,耦合蒙特卡洛光线追踪法和卷积法,通过综合考虑定日镜阴影和遮挡因子以及反射光束对热流密度的影响,建立一种精度高、计算量小的吸热器表面热流密度分布预测数学模型,获得考虑光线遮挡、余弦损失、溢出损失及大气衰减等因素时单定日镜及全镜场下的光迹追踪路线及热流密度分布规律。并根据镜场光学效率与镜面所处的位置关系提出一种镜场布局优化方式。优化后12:00时镜场的光学效率从43.5%提高到45.6%,日平均光学效率提高约2%,太阳热流密度分布更加均匀。

摘要：腔式吸热器是塔式太阳能热发电系统光热转换的关键部件,云层遮挡等非正常瞬态气象条件会引起腔体内热流密度呈现出瞬态阶跃扰动的非连续性特点,易造成腔式吸热器状态参数有较大的动态扰动,严重影响了吸热器的稳定和安全运行。本文基于辐照强度阶跃变化的非连续性特点,综合考虑了压力变动时两相流中的闪蒸和闪凝现象,采用序贯模块法构建了腔式吸热器的动态特性非线性数学模型,获得了辐照强度阶跃扰动时腔式吸热器各耦合输出参数的动态响应规律。这些规律对于腔式吸热器的热力系统及控制系统的设计具有重要的指导意义。