太阳能低温发电系统的研究

【摘要】：在对各种太阳能低温发电系统广泛调研的基础上，搭建了系统平台。本文论述了8种有机介质不同物性对系统效率的影响，实验分析和优化了系统要设定的参数。针对普通太阳能热水器提供95oC热水的前提下，优化了系统的汽化温度、差点温差、冷凝温度、进出口压强等参数。以R245fa为例做了实验样机，实验结果验证了设定系统参数的理论。实验和理论分析表明： 1）不考虑换热器的传热效率情况下，汽化温度越高，系统输出功和热效率都越大，综合换热器的要求，汽化温度设定在换热器最大换热温度比较合适。 2）热源温度240oC以上的热源，单位质量流量的介质做功能力不是汽化温度越大越好，而有一个最佳的温度点。这种现象与有机介质的物性有关，当温度快接近临界温度时，介质的吸热状态达到饱和，做功能力不会提高。 3）8种工质中，R113和R141b做功能力相对要大，RC318最小。普通太阳能热水器提供95oC热水，以R245fa为例，取67oC左右的汽化温度，可以输出最大的系统功率。汽化温度继续提升时，系统的输出功率、净功率、和热力学效率开始下降。差点温差越大可以有效降低换热器的成本，但不宜过大，因为差点温差越大系统输出的有效功率和第二效率越低。 4）使用Aspen软件对发电系统进行模拟计算分析，验证了多种有机介质的传热效率，减少了实验成本，对开发新介质、新系统有很好的借鉴和指导意义。特别是对大型系统的实验和技术分析提供了数据参考。 【关键词】：太阳能 有机介质 参数优化 发电系统 系统效率
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 引言9-10
• 1.2 国内外现状10-13
• 1.2.1 太阳能光伏发电和太阳能光热发电简介10-11
• 1.2.2 太阳能中高温发电11-12
• 1.2.3 太阳能低温发电系统12-13
• 1.3 选题依据13-14
• 1.4 研究目的和内容14-15
• 第二章 理论分析15-35
• 2.1 有机朗肯循环15-19
• 2.1.1 主要组成15-16
• 2.1.2 工作原理16
• 2.1.3 介质的选择分类16-19
• 2.2 参数优化19-33
• 2.2.1 汽化温度的影响23-28
• 2.2.2 冷凝温度的影响28-31
• 2.2.3 确定的透平膨胀机进口温度31-32
• 2.2.4 过热度32-33
• 2.3 本章小结33-35
• 第三章 初级低温发电系统分析35-46
• 3.1 低温发电系统理论分析35-43
• 3.1.1 系统组成35-36
• 3.1.2 发电系统参数分析36-43
• 3.2 发电系统的计算方法43-44
• 3.2.1 介质流量43
• 3.2.2 循环热效率43-44
• 3.2.3 集热板集热面积44
• 3.3 本章小结44-46
• 第四章 太阳能发电系统实验分析46-61
• 4.1 太阳能发电系统器材46-53
• 4.2 实验53-54
• 4.3 结果分析54-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第五章 ASPEN 对系统的模拟分析61-68
• 5.1 ASPEN 对发电系统的模拟分析61-65
• 5.1.1 Aspen 介绍简介61-62
• 5.1.2 Aspen 流程和参数设定62-64
• 5.1.4 Aspen 分析计算64-65
• 5.1.5 小结65
• 5.2 ASPEN 对发电系统的模拟分析65-68
• 5.2.1 系统循环流程建模分析66
• 5.2.2 循环建模数据分析66-67
• 5.2.3 小结67-68
• 第六章 结论与建议68-70
• 6.1 结论68-69
• 6.2 建议69-70
• 参考文献70-74
• 附录74-98
• 致谢98-99
• 个人简历99-100
• 在学期间研究成果100

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