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多点聚焦的太阳能柱式吸热器能流分布研究
被引量:
5
1
作者
郑建涛
严俊杰
+1 位作者
韩临武
曹传钊
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2015年第11期2796-2803,共8页
塔式太阳能热发电站定日镜场通常采用多点聚焦策略来降低吸热器表面辐射能流的不均匀性,防止发生过热故障。文中以塔式电站柱式吸热器单根吸热管为研究对象,采用具有多个极大值的高斯函数来描述多点聚焦时吸热管表面具有多个能流集中点...
塔式太阳能热发电站定日镜场通常采用多点聚焦策略来降低吸热器表面辐射能流的不均匀性,防止发生过热故障。文中以塔式电站柱式吸热器单根吸热管为研究对象,采用具有多个极大值的高斯函数来描述多点聚焦时吸热管表面具有多个能流集中点的辐射能流分布,数值模拟分析吸热管的热参数特性。结果显示:聚焦点个数一定时,存在最优的聚焦点位置,使得吸热管表面辐射能流不均匀性最低。同时随着聚焦点个数增加,吸热管表面辐射能流更加均匀,最大壁温减小,而轴向最大绝对温度梯度增大。因此对于多点聚焦,应综合考虑吸热管的热参数,选择最优化的聚焦点个数和聚焦点位置。
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关键词
塔式太阳能热发电
柱式吸热器
非均匀能流
高
斯函数
多点聚焦
最优化
数值模拟
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职称材料
聚光型太阳能热发电系统非均匀辐射能流特性及解决方法的研究进展
被引量:
47
2
作者
何雅玲
王坤
+3 位作者
杜保存
邱羽
郑章靖
梁奇
《科学通报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第30期3208-3237,3289-3290,共30页
分别对槽式、线性菲涅尔式、塔式、碟式4种聚光型太阳能热发电技术中的聚光集热系统内非均匀辐射能流分布特性及由此带来的问题和挑战进行了总结,重点回顾了针对非均匀辐射能流特性带来的问题所提出的解决方法的研究进展,包括作者团队...
分别对槽式、线性菲涅尔式、塔式、碟式4种聚光型太阳能热发电技术中的聚光集热系统内非均匀辐射能流分布特性及由此带来的问题和挑战进行了总结,重点回顾了针对非均匀辐射能流特性带来的问题所提出的解决方法的研究进展,包括作者团队近年来在该方面的相关研究.分析看出,吸热器内的太阳能辐射能流分布表现出强烈的非均匀性,不均匀的辐射能流分布必然造成吸热表面/吸热体内不均匀的温度分布,即出现过高的局部温度、过大的温度梯度.局部温度过高容易造成局部热斑烧毁、吸热涂层性能减退、传热流体变性劣化;温度梯度过大导致出现热应力热变形,容易造成吸热器关键部件的结构失稳破坏.接着指出,非均匀的能流分布之所以给聚光集热系统带来诸多挑战,其根源在于吸热器内均匀的吸热能力与吸热表面/吸热体内非均匀的能流分布之间不能相互匹配,进而导致吸热表面/吸热体出现不均匀的温度分布.据此,作者将现有的解决方法总结分类为两种途径:(1)优化吸热器的"吸热"能力,使之与非均匀分布的太阳能流相匹配;(2)均化"聚光"系统内吸热表面/吸热体内的太阳能流分布,使之吸热器内均匀的吸热能力相匹配.最后,本文提出了解决聚光集热系统内非均匀能流特性问题的思路:需要从"聚光"与"吸热"不匹配的矛盾入手,以"光热匹配"为原则对聚光集热系统进行优化,提高"聚光"过程与"吸热"过程的协同性.
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关键词
聚光型太阳能热发电
非均匀能流
分布
聚光集热
光热匹配
原文传递
塔式太阳能熔盐吸热器传热特性及?分析
被引量:
15
3
作者
王沛
李嘉宝
+2 位作者
赵亮
王湘艳
刘德有
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第12期3605-3613,共9页
该文建立了塔式光热电站圆柱形外露管式吸热器(external cylindrical receiver,ECR)的二维传热模型。重点分析了非均匀入射能流、入射能流总功率、环境风速以及吸热管尺寸等运行设计参数对吸热器表面的温度及热损分布、热效率、压降特性...
该文建立了塔式光热电站圆柱形外露管式吸热器(external cylindrical receiver,ECR)的二维传热模型。重点分析了非均匀入射能流、入射能流总功率、环境风速以及吸热管尺寸等运行设计参数对吸热器表面的温度及热损分布、热效率、压降特性和[火用]效率的影响。结果表明:辐射和对流热损主要集中在吸热器后半部的高温区域,若镜场投入辐射集中在熔盐进口区域,将导致熔盐升温过快,高温区域增大,造成更大的热损失;小管径吸热器有更高的热效率以及更小的环境对流热损,但同时会带来更大的压降损失,在直径小于2cm后压降的增幅尤为明显。考虑环境风速与运行功率的影响,[火用]效率随管径显著变化,并存在最优值,随着入射能流总功率的增大,[火用]效率最优值随管径增大而增大。该文的工作可为目前主流商业化塔式电站用外露管柱式吸热器的设计计算以及辐射能流分布的优化提供理论参考。
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关键词
塔式太阳能电站
柱式吸热器
非均匀能流
[火用]分析
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职称材料
聚光型太阳能热发电系统能流特性概述
被引量:
1
4
作者
张娜
王成龙
+2 位作者
梁飞
朱国栋
赵雷
《激光与光电子学进展》
CSCD
北大核心
2018年第12期42-61,共20页
聚光型太阳能热发电(CSP)作为一种重要的可再生能源技术,对开发利用太阳资源、保障能源的供给、节能减排具有重要的作用和意义。分别对槽式系统、线性菲涅耳系统、塔式系统、碟式系统4种CSP系统接收器表面能流特性进行分析,对接收器表...
聚光型太阳能热发电(CSP)作为一种重要的可再生能源技术,对开发利用太阳资源、保障能源的供给、节能减排具有重要的作用和意义。分别对槽式系统、线性菲涅耳系统、塔式系统、碟式系统4种CSP系统接收器表面能流特性进行分析,对接收器表面非均匀分布的能流特性带来的挑战和提出的解决方法进行分析总结。接收器表面非均匀的能流分布会导致局部温度过高,给系统的安全高效运行带来不利影响,故需要对聚光集热系统进行优化改进。而解决CSP系统非均匀能流问题的方法主要为改善聚光性能和吸热性能,使系统达到"光热匹配"。
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关键词
非
线性光学
光热发电
非均匀能流
分布
聚光系统
优化改进
原文传递
题名
多点聚焦的太阳能柱式吸热器能流分布研究
被引量:
5
1
作者
郑建涛
严俊杰
韩临武
曹传钊
机构
西安交通大学能源与动力工程学院
中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2015年第11期2796-2803,共8页
基金
国家能源应用技术研究及工程示范项目(NY20130102
NY20130103)
中国华能集团科技项目(HNKJ13-H21)~~
文摘
塔式太阳能热发电站定日镜场通常采用多点聚焦策略来降低吸热器表面辐射能流的不均匀性,防止发生过热故障。文中以塔式电站柱式吸热器单根吸热管为研究对象,采用具有多个极大值的高斯函数来描述多点聚焦时吸热管表面具有多个能流集中点的辐射能流分布,数值模拟分析吸热管的热参数特性。结果显示:聚焦点个数一定时,存在最优的聚焦点位置,使得吸热管表面辐射能流不均匀性最低。同时随着聚焦点个数增加,吸热管表面辐射能流更加均匀,最大壁温减小,而轴向最大绝对温度梯度增大。因此对于多点聚焦,应综合考虑吸热管的热参数,选择最优化的聚焦点个数和聚焦点位置。
关键词
塔式太阳能热发电
柱式吸热器
非均匀能流
高
斯函数
多点聚焦
最优化
数值模拟
Keywords
solar thermal power tower
cylinder receiver
non-uniform heat flux
Gaussian function
multi-aiming pointstrategy
optimization
numerical simulation
分类号
TK514 [动力工程及工程热物理—热能工程]
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职称材料
题名
聚光型太阳能热发电系统非均匀辐射能流特性及解决方法的研究进展
被引量:
47
2
作者
何雅玲
王坤
杜保存
邱羽
郑章靖
梁奇
机构
西安交通大学
出处
《科学通报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第30期3208-3237,3289-3290,共30页
基金
国家自然科学基金重点项目(51436007),国家自然科学基金重大项目(51590902)资助
文摘
分别对槽式、线性菲涅尔式、塔式、碟式4种聚光型太阳能热发电技术中的聚光集热系统内非均匀辐射能流分布特性及由此带来的问题和挑战进行了总结,重点回顾了针对非均匀辐射能流特性带来的问题所提出的解决方法的研究进展,包括作者团队近年来在该方面的相关研究.分析看出,吸热器内的太阳能辐射能流分布表现出强烈的非均匀性,不均匀的辐射能流分布必然造成吸热表面/吸热体内不均匀的温度分布,即出现过高的局部温度、过大的温度梯度.局部温度过高容易造成局部热斑烧毁、吸热涂层性能减退、传热流体变性劣化;温度梯度过大导致出现热应力热变形,容易造成吸热器关键部件的结构失稳破坏.接着指出,非均匀的能流分布之所以给聚光集热系统带来诸多挑战,其根源在于吸热器内均匀的吸热能力与吸热表面/吸热体内非均匀的能流分布之间不能相互匹配,进而导致吸热表面/吸热体出现不均匀的温度分布.据此,作者将现有的解决方法总结分类为两种途径:(1)优化吸热器的"吸热"能力,使之与非均匀分布的太阳能流相匹配;(2)均化"聚光"系统内吸热表面/吸热体内的太阳能流分布,使之吸热器内均匀的吸热能力相匹配.最后,本文提出了解决聚光集热系统内非均匀能流特性问题的思路:需要从"聚光"与"吸热"不匹配的矛盾入手,以"光热匹配"为原则对聚光集热系统进行优化,提高"聚光"过程与"吸热"过程的协同性.
关键词
聚光型太阳能热发电
非均匀能流
分布
聚光集热
光热匹配
Keywords
concentrating solar power
non-uniform solar flux distribution
solar collector and solar receiver
matching between collecting and absorbing
分类号
TM615 [电气工程—电力系统及自动化]
原文传递
题名
塔式太阳能熔盐吸热器传热特性及?分析
被引量:
15
3
作者
王沛
李嘉宝
赵亮
王湘艳
刘德有
机构
河海大学能源与电气学院
新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司)
出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第12期3605-3613,共9页
基金
国家自然科学基金项目(51509076)
国家电网公司科技项目(NY71-18-004)
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2017B13814)~~
文摘
该文建立了塔式光热电站圆柱形外露管式吸热器(external cylindrical receiver,ECR)的二维传热模型。重点分析了非均匀入射能流、入射能流总功率、环境风速以及吸热管尺寸等运行设计参数对吸热器表面的温度及热损分布、热效率、压降特性和[火用]效率的影响。结果表明:辐射和对流热损主要集中在吸热器后半部的高温区域,若镜场投入辐射集中在熔盐进口区域,将导致熔盐升温过快,高温区域增大,造成更大的热损失;小管径吸热器有更高的热效率以及更小的环境对流热损,但同时会带来更大的压降损失,在直径小于2cm后压降的增幅尤为明显。考虑环境风速与运行功率的影响,[火用]效率随管径显著变化,并存在最优值,随着入射能流总功率的增大,[火用]效率最优值随管径增大而增大。该文的工作可为目前主流商业化塔式电站用外露管柱式吸热器的设计计算以及辐射能流分布的优化提供理论参考。
关键词
塔式太阳能电站
柱式吸热器
非均匀能流
[火用]分析
Keywords
solar power tower
external cylindrical receiver
non-uniform heat flux
exergy analysis
分类号
TK514 [动力工程及工程热物理—热能工程]
下载PDF
职称材料
题名
聚光型太阳能热发电系统能流特性概述
被引量:
1
4
作者
张娜
王成龙
梁飞
朱国栋
赵雷
机构
兰州交通大学国家绿色镀膜技术与装备工程技术研究中心
兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室
出处
《激光与光电子学进展》
CSCD
北大核心
2018年第12期42-61,共20页
基金
国家重点基础研究发展计划(973计划)(2012CB626805)
文摘
聚光型太阳能热发电(CSP)作为一种重要的可再生能源技术,对开发利用太阳资源、保障能源的供给、节能减排具有重要的作用和意义。分别对槽式系统、线性菲涅耳系统、塔式系统、碟式系统4种CSP系统接收器表面能流特性进行分析,对接收器表面非均匀分布的能流特性带来的挑战和提出的解决方法进行分析总结。接收器表面非均匀的能流分布会导致局部温度过高,给系统的安全高效运行带来不利影响,故需要对聚光集热系统进行优化改进。而解决CSP系统非均匀能流问题的方法主要为改善聚光性能和吸热性能,使系统达到"光热匹配"。
关键词
非
线性光学
光热发电
非均匀能流
分布
聚光系统
优化改进
Keywords
nonlinear optics
concentrating solar thermal power
non-uniform flux distribution
concentrating system
optimization and improvement
分类号
TK514 [动力工程及工程热物理—热能工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
多点聚焦的太阳能柱式吸热器能流分布研究
郑建涛
严俊杰
韩临武
曹传钊
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2015
5
下载PDF
职称材料
2
聚光型太阳能热发电系统非均匀辐射能流特性及解决方法的研究进展
何雅玲
王坤
杜保存
邱羽
郑章靖
梁奇
《科学通报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
47
原文传递
3
塔式太阳能熔盐吸热器传热特性及?分析
王沛
李嘉宝
赵亮
王湘艳
刘德有
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2019
15
下载PDF
职称材料
4
聚光型太阳能热发电系统能流特性概述
张娜
王成龙
梁飞
朱国栋
赵雷
《激光与光电子学进展》
CSCD
北大核心
2018
1
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