本文關鍵詞：基于有機朗肯循環(huán)的中低溫太陽能熱綜合利用系統(tǒng)的研究

  更多相關文章： 太陽能 有機朗肯循環(huán) 熱發(fā)電 槽式集熱器 多聯(lián)供系統(tǒng)

【摘要】：目前中低溫太陽能集熱技術相對成熟,同時有機朗肯循環(huán)技術在中低溫領域具有比水蒸汽朗肯循環(huán)優(yōu)越的熱功轉(zhuǎn)換性能,將這兩種技術組合而形成基于有機朗肯循環(huán)的中低溫太陽能熱發(fā)電系統(tǒng),具有很大的發(fā)展?jié)摿ΑＭ瑫r太陽能有機朗肯循環(huán)熱發(fā)電系統(tǒng)的冷凝端可實現(xiàn)熱水及采暖輸出,收集的中溫范圍的太陽能還可以用于制冷,中低溫相變蓄熱技術也易于實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定持續(xù)運行,這些特點有利于形成基于太陽能的分布式供能系統(tǒng)。本文構建了一種基于有機朗肯循環(huán)的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng),采用理論與實驗研究相結合的方法對循環(huán)性能及關鍵因素進行了深入的研究,同時本文還構建了基于有機朗肯循環(huán)和溴化鋰吸收式制冷的太陽能多聯(lián)供系統(tǒng)。首先,建立了基于有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的中低溫太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)在不同運行模式下的數(shù)學模型。重點分析了太陽能集熱系統(tǒng)的主要影響因素以及有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)中的關鍵因素對于循環(huán)性能的影響規(guī)律。獲取了太陽輻射強度、集熱器平均溫度以及環(huán)境工況等對于集熱器及整個系統(tǒng)的性能的影響規(guī)律；詳細研究了三種運行模式下的循環(huán)蒸發(fā)壓力、冷凝壓力及膨脹機性能等參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響,指出回熱循環(huán)及熱電聯(lián)供循環(huán)可以有效地改善循環(huán)性能和提高太陽能的利用率,尤其適合用于存在過熱的實際系統(tǒng)中。其次,提出了兩種不同結構的基于有機朗肯循環(huán)和溴化鋰制冷技術的太陽能熱電冷多聯(lián)供系統(tǒng),并進行了理論分析,給出了各自的系統(tǒng)性能。再次,建立了基于有機朗肯循環(huán)的中低溫太陽能熱發(fā)電實驗系統(tǒng),并在太陽能有機朗肯循環(huán)實驗系統(tǒng)基礎上建立了太陽能冷熱電多聯(lián)供實驗系統(tǒng)。在典型氣象日下進行了集熱器性能實驗,研究了恒定導熱油流量與變導熱油流量下的主要參數(shù)對于集熱器性能的影響。在實際天氣下開展了太陽能驅(qū)動的有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)實驗,分別開展了基本有機朗肯循環(huán)實驗和回熱型有機朗肯循環(huán)實驗,對比研究了循環(huán)的主要內(nèi)部參數(shù)對于循環(huán)性能的影響,對理論分析進行驗證。最后,在實驗中發(fā)現(xiàn)負載對實際系統(tǒng)的功率輸出特性具有直接影響,開展了發(fā)電機負載對于循環(huán)功率輸出特性的實驗研究,在基本循環(huán)和回熱循環(huán)的不同工質(zhì)流量條件下開展了實驗研究,獲得了負載功率變化對于循環(huán)輸出性能以及膨脹機運行性能的影響規(guī)律,對于所建立的實驗系統(tǒng),在負載為800W左右時系統(tǒng)輸出功率最大。
【關鍵詞】：太陽能 有機朗肯循環(huán) 熱發(fā)電 槽式集熱器 多聯(lián)供系統(tǒng)
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK115;TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 主要符號表10-12
• 第一章 緒論12-34
• 1.1 研究背景與意義12-16
• 1.1.1 全球能源利用及發(fā)展現(xiàn)狀12-15
• 1.1.2 太陽能光熱發(fā)電利用及其意義15-16
• 1.2 太陽能熱發(fā)電利用現(xiàn)狀16-22
• 1.2.1 高溫太陽能熱發(fā)電利用現(xiàn)狀17-22
• 1.2.2 中低溫太陽能熱發(fā)電利用現(xiàn)狀22
• 1.3 有機朗肯循環(huán)研究現(xiàn)狀22-33
• 1.3.1 有機朗肯循環(huán)工質(zhì)的研究現(xiàn)狀23-26
• 1.3.2 有機朗肯循環(huán)膨脹機的研究現(xiàn)狀26-29
• 1.3.3 有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)優(yōu)化與集成的研究現(xiàn)狀29-33
• 1.4 本文的研究內(nèi)容33-34
• 第二章 太陽能有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)原理及熱力模型34-48
• 2.1 拋物面槽式太陽能集熱器工作原理及熱力模型34-39
• 2.1.1 槽式太陽能集熱器的工作原理與結構34-36
• 2.1.2 太陽能集熱器的光學性能36-37
• 2.1.3 太陽能集熱器的熱力計算模型37-39
• 2.2 有機朗肯循環(huán)工作原理及熱力模型39-44
• 2.2.1 基本有機朗肯循環(huán)39-42
• 2.2.2 回熱型有機朗肯循環(huán)42-43
• 2.2.3 熱電聯(lián)供型有機朗肯循環(huán)43-44
• 2.3 太陽能有機朗肯循環(huán)中工作介質(zhì)的選用44-47
• 2.3.1 有機朗肯循環(huán)工質(zhì)的選擇44-46
• 2.3.2 太陽能集熱器的循環(huán)介質(zhì)46-47
• 2.4 本章小結47-48
• 第三章 太陽能有機朗肯循環(huán)性能分析48-74
• 3.1 太陽能集熱器參數(shù)對循環(huán)系統(tǒng)性能影響分析48-54
• 3.1.1 太陽輻射強度對循環(huán)能的影響48-50
• 3.1.2 導熱油入口溫度對循環(huán)性能的影響50-52
• 3.1.3 環(huán)境因素對集熱器性能的影響52-54
• 3.2 基本ORC循環(huán)內(nèi)部參數(shù)對循環(huán)性能影響分析54-63
• 3.2.1 蒸發(fā)壓力對基本ORC循環(huán)性能的影響54-56
• 3.2.2 冷凝壓力對基本ORC循環(huán)性能的影響56-57
• 3.2.3 過熱度與過冷度對基本ORC循環(huán)性能的影響57-61
• 3.2.4 膨脹機性能對基本ORC循環(huán)性能的影響61-63
• 3.3 回熱型有機朗肯循環(huán)性能分析63-68
• 3.3.1 蒸發(fā)壓力對回熱型ORC循環(huán)性能影響64-65
• 3.3.2 冷凝壓力對回熱型ORC循環(huán)性能影響65-66
• 3.3.3 回熱度對回熱型ORC循環(huán)性能影響66-68
• 3.4 熱電聯(lián)供型有機朗肯循環(huán)性能分析68-72
• 3.4.1 蒸發(fā)壓力對熱電聯(lián)供型ORC循環(huán)性能的影響68-70
• 3.4.2 冷凝壓力對熱電聯(lián)供型ORC循環(huán)性能的影響70-72
• 3.5 本章小結72-74
• 第四章 太陽能多聯(lián)供系統(tǒng)的構建與分析74-82
• 4.1 太陽能多聯(lián)供系統(tǒng)的構建74-75
• 4.2 單級加熱多聯(lián)供系統(tǒng)的性能分析75-78
• 4.3 兩級加熱多聯(lián)供系統(tǒng)的性能分析78-80
• 4.4 本章小結80-82
• 第五章 太陽能有機朗肯循環(huán)實驗系統(tǒng)設計與搭建82-98
• 5.1 實驗系統(tǒng)設計82-91
• 5.1.1 太陽能ORC實驗系統(tǒng)介紹82-85
• 5.1.2 太陽能ORC系統(tǒng)各模塊組件85-90
• 5.1.3 太陽能多聯(lián)供實驗系統(tǒng)90-91
• 5.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)91-94
• 5.2.1 氣象環(huán)境工況測量91-92
• 5.2.2 有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)性能參數(shù)測量92-94
• 5.3 實驗誤差傳遞及不確定度分析94-97
• 5.4 本章小結97-98
• 第六章 太陽能有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的實驗研究98-120
• 6.1 槽式太陽能集熱器性能實驗98-105
• 6.1.1 實驗方法98
• 6.1.2 實驗結果及分析98-105
• 6.2 有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)性能實驗105-118
• 6.2.1 實驗方法105
• 6.2.2 基本有機朗肯循環(huán)實驗結果與分析105-110
• 6.2.3 回熱型有機朗肯循環(huán)實驗結果與分析110-118
• 6.3 本章小結118-120
• 第七章 研究總結與展望120-124
• 7.1 本文主要工作與結論120-122
• 7.2 研究展望122-124
• 參考文獻124-138
• 作者在攻讀博士期間發(fā)表的論文及其他成果138-140
• 致謝140

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本文編號：641365