太陽能熱發(fā)電站設計

1緒論1
1.1太陽能熱發(fā)電站設計的總體原則2
1.1.1太陽能熱發(fā)電站的組成2
1.1.2發(fā)電站機組壓力參數的選擇3
1.1.3太陽能吸熱器用的傳熱介質3
1.1.4發(fā)電站規(guī)劃容量和裝設機組的臺數3
1.1.5發(fā)電站對環(huán)境影響控制3
1.1.6發(fā)電站的抗震及抗風設計4
1.1.7聚光場設計原則4
1.2概述4
1.2.1太陽能熱發(fā)電站基本概念4
1.2.2太陽能熱發(fā)電主要技術形式10
1.2.3基本術語17
2太陽能資源和氣象參數26
2.1太陽能資源的性質26
2.1.1太陽能資源利用的優(yōu)點26
２.1.2太陽能資源利用的缺點26
２.2太陽常數及輻射光譜27
２.2.1太陽輻照的表達27
2.2.2太陽輻射光譜27
2.3大氣層對太陽輻射的影響28
2.4太陽位置計算方法29
2.4.1太陽角度29
2.4.2跟蹤面角度的計算32
2.5我國幾個典型地區(qū)的太陽能資源分布34
2.5.1北京地區(qū)太陽能資源34
2.5.2拉薩地區(qū)太陽能資源37
2.5.3格爾木地區(qū)太陽能資源38
2.5.4敦煌地區(qū)太陽能資源40
2.5.5吐魯番地區(qū)太陽能資源40
2.5.6貴州地區(qū)太陽能資源41
2.5.7海南島地區(qū)太陽能資源42
2.5.8哈爾濱地區(qū)太陽能資源43
2.6太陽輻照度預測方法45
2.6.1太陽法向直射輻照度的估計方法45
2.6.2氣候條件變遷對太陽直射輻照度的影響48
2.7中國太陽法向直射輻射資源分布48
2.7.1我國的年平均日太陽法向直射輻照量分布49
２.7.2太陽直射輻射時空分布影響因素50
2.7.3我國太陽能資源的基本特征50
2.7.4我國太陽能資源區(qū)劃51
2.7.5太陽法向直射輻射的測量52
2.8站區(qū)各種特殊氣候條件55
2.8.1環(huán)境溫度55
2.8.2風速55
2.8.3降水參數56
2.8.4災害性天氣現象及其參數56
2.8.5設計風速和環(huán)境溫度57
2.9測量儀器58
2.9.1太陽總輻射表58
2.9.2太陽法向直射輻射表59
2.9.3大氣透過率測量儀60
3太陽能熱發(fā)電站總體設計61
3.1電站設計點61
3.1.1設計點的意義61
3.1.2利用設計點的計算實例61
3.2塔式電站定日聚光場效率分析62
3.2.1定日聚光場瞬態(tài)光學效率62
3.2.2吸熱器采光口處聚光功率62
3.2.3吸熱器采光口處光斑尺寸63
3.2.4鏡面反射率的取值65
3.2.5大氣透過率分析66
3.2.6塔式吸熱器熱損71
３.3拋物面槽式太陽能集熱器熱性能78
3.3.1槽式真空管熱損系數79
3.3.2槽式集熱器熱性能測量方法現狀80
3.3.3槽式集熱器熱性能測試方法86
3.4電站設計需要的基礎資料106
3.5設計的主要參數和原則106
3.6電站總體參數描述107
3.7年發(fā)電量計算108
3.7.1采用設計點方法計算108
3.7.2年發(fā)電量計算實例109
3.7.3熱發(fā)電站容量優(yōu)化111
3.7.4基于逐時模擬的發(fā)電量計算方法112
3.7.5地理位置對采用DNI作為拋物面槽式集熱器效率計算的
影響117
3.8儲熱量的確定121
3.8.1儲熱量選取的原則121
3.8.2儲熱功率選取的原則122
3.9電站總平面規(guī)劃要點122
3.10聚光場布置注意事項126
4聚光系統設計128
4.1系統總體描述128
4.1.1聚光系統的組成128
4.1.2聚光器調控原則和模式128
4.1.3聚光場控制模式128
4.1.4CFSC控制室位置和環(huán)境要求129
4.1.5聚光場輸出的計算方法129
4.1.6反射鏡積灰的影響129
4.2聚光場布置原則130
4.2.1定日鏡基本知識130
4.2.2球面定日鏡聚光像散特性132
4.2.3輪胎面定日鏡簡介133
4.2.4槽式聚光器基本知識134
4.2.5聚光場布置的一般原則136
4.3塔式電站聚光場設計138
4.3.1定日聚光場基本運行模式及基本設計參數138
4.3.2定日聚光場優(yōu)化設計方法139
4.3.3塔式集熱場的設計143
4.4塔式電站定日聚光場控制設計145
4.4.1定日聚光場控制系統技術條件145
4.4.2定日鏡跟蹤誤差的校正146
4.5槽式電站聚光場設計150
4.5.1聚光場的軸向布置151
4.5.2槽式聚光器集熱效率評價154
4.5.3槽式集熱場設計159
4.6槽式電站聚光場控制設計160
4.6.1槽式電站聚光場控制系統技術條件160
4.6.2控制系統結構160
4.7聚光器的風載特性160
4.7.1風洞實驗——定日鏡風載特性161
4.7.2外場測量——槽式聚光器風載165
5吸熱器系統設計182
5.1系統總體描述182
5.1.1吸熱器系統配置182
5.1.2吸熱器組成及其調控原則183
5.1.3吸熱器額定功率的確定原則185
5.2吸熱器系統的材料選用186
5.2.1傳熱介質186
5.2.2吸熱體材料186
5.2.3吸熱體表面涂層187
5.2.4塔式吸熱器保溫材料187
5.2.5管材187
5.3吸熱器系統的管路和泵選用188
5.4吸熱器系統的控制188
5.4.1吸熱器控制系統邏輯188
5.4.2控制設計范圍189
5.4.3控制方式189
5.5吸熱器系統運行方式設計190
5.5.1總則190
5.5.2吸熱器啟動190
5.5.3吸熱器工作模式190
5.5.4吸熱器的技術改進190
5.6吸熱器的排污系統及其設備191
5.6.1排污范圍191
5.6.2排污方式191
5.6.3排污裝置192
5.6.4排污原則和方法192
5.7拋物面槽式吸熱管真空性能192
5.7.1拋物面槽式吸熱管結構概述192
5.7.2拋物面槽式吸熱管真空可靠性研究現狀194
5.7.3拋物面槽式吸熱管放氣性能200
5.7.4拋物面槽式吸熱管放氣性能測試203
5.7.5拋物面槽式吸熱管滲氣性能211
5.7.6拋物面槽式吸熱管滲氫量預測214
6儲熱系統224
6.1系統總體描述224
6.1.1儲熱系統的作用224
6.1.2儲熱系統分類225
6.1.3儲熱方式選擇226
6.1.4儲熱材料存放226
6.2儲熱系統的技術要求226
6.3儲熱材料和模式227
6.3.1熔融鹽儲熱和室溫離子流體材料227
6.3.2混凝土儲熱材料227
6.3.3混凝土儲熱器的換熱設計228
6.3.4相變材料儲熱230
6.3.5固體材料儲熱用于空氣吸熱器系統230
6.3.6飽和水/蒸汽儲熱231
6.3.7合金相變儲熱材料231
6.4儲熱系統分類與組成232
6.4.1主動型直接儲熱系統232
6.4.2主動型間接儲熱系統234
6.4.3被動型儲熱系統235
6.4.4儲熱系統的組成237
6.5儲熱材料和容器的選用238
6.6儲熱容器的充放熱設備及流程設計238
6.7儲熱系統控制239
6.7.1控制系統組成239
6.7.2儲熱系統控制邏輯239
6.8儲熱系統檢修設施239
7廠址選擇、電力負荷與發(fā)電流程240
7.1廠址選擇240
7.1.1選址原則240
7.1.2宏觀選址240
7.1.3生態(tài)保護240
7.1.4儲熱容器放置240
7.1.5太陽能資源與選址241
7.1.6廠址用地選擇241
7.1.7站址標高確定242
7.1.8發(fā)電站廠址的地震烈度242
7.1.9廠址位置確定242
7.1.10發(fā)電站居住區(qū)位置的選擇243
7.2電力負荷與發(fā)電流程243
7.2.1電力負荷資料243
7.2.2電力負荷規(guī)劃243
7.2.3電力輸出時段選擇243
8廠區(qū)規(guī)劃244
8.1基本規(guī)定244
8.1.1發(fā)電站的廠區(qū)規(guī)劃原則244
8.1.2發(fā)電站的廠區(qū)規(guī)劃設計要求244
8.1.3廠區(qū)規(guī)劃注意事項245
8.1.4廠區(qū)綠化的布置245
8.1.5廠區(qū)主要建筑物的方位245
8.1.6吸熱塔耐溫防火245
8.2主要建筑物和聚光場的布置245
8.2.1主廠房位置的確定245
8.2.2塔式電站吸熱塔布置246
8.2.3聚光場內道路布置246
8.2.4廠區(qū)圍墻246
8.3交通運輸246
8.4豎向布置247
8.5管線布置248
8.5.1廠區(qū)地下管線的布置248
8.5.2架空管線的布置248
8.5.3管線與周邊環(huán)境的協調248
9主廠房布置249
9.1主廠房方位249
9.2主廠房與儲熱器249
9.3太陽能儲熱系統布置249
10水處理設備及系統250
10.1吸熱器和蒸發(fā)器補給水處理250
10.2水處理設備的計算250
10.3給水、爐水校正處理及熱力系統水汽取樣250
10.4防腐251
11電力系統252
11.1發(fā)電站與電力網的連接252
11.2系統保護252
11.3系統通信252
12電氣設備及系統253
12.1高壓配電裝置253
12.2電氣主控制室253
12.3直流系統253
12.4電氣測量儀表253
12.5繼電保護和安全自動裝置253
12.6照明系統254
12.7電纜選擇與敷設254
12.8過電壓保護和接地254
12.9爆炸火災危險環(huán)境的電力裝置254
13熱工自動化255
13.1基本規(guī)定255
13.2控制方式255
13.3熱工檢測255
13.4自動調節(jié)256
13.5熱工保護256
13.6聯鎖256
13.7電源和氣源256
13.8控制室256
13.9電纜、導管和就地設備布置257
13.10采暖的基本規(guī)定257
13.11太陽能吸熱塔257
13.12廠區(qū)采暖熱網及加熱站257
14建筑和結構259
14.1基本規(guī)定259
14.2防火259
14.3室內環(huán)境260
15輔助及附屬設施261
16太陽能熱發(fā)電站的環(huán)境保護262
16.1基本規(guī)定262
16.2環(huán)境保護設計要求262
16.3污染防治262
16.4環(huán)境保護設施263
參考文獻264