太陽能熱發(fā)電站設(shè)計(jì)

1緒論1
1.1太陽能熱發(fā)電站設(shè)計(jì)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(jī)組壓力參數(shù)的選擇3
1.1.3太陽能吸熱器用的傳熱介質(zhì)3
1.1.4發(fā)電站規(guī)劃容量和裝設(shè)機(jī)組的臺(tái)數(shù)3
1.1.5發(fā)電站對(duì)環(huán)境影響控制3
1.1.6發(fā)電站的抗震及抗風(fēng)設(shè)計(jì)4
1.1.7聚光場(chǎng)設(shè)計(jì)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(shù)形式10
1.2.3基本術(shù)語17
2太陽能資源和氣象參數(shù)26
2.1太陽能資源的性質(zhì)26
2.1.1太陽能資源利用的優(yōu)點(diǎn)26
２.1.2太陽能資源利用的缺點(diǎn)26
２.2太陽常數(shù)及輻射光譜27
２.2.1太陽輻照的表達(dá)27
2.2.2太陽輻射光譜27
2.3大氣層對(duì)太陽輻射的影響28
2.4太陽位置計(jì)算方法29
2.4.1太陽角度29
2.4.2跟蹤面角度的計(jì)算32
2.5我國(guó)幾個(gè)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(yù)測(cè)方法45
2.6.1太陽法向直射輻照度的估計(jì)方法45
2.6.2氣候條件變遷對(duì)太陽直射輻照度的影響48
2.7中國(guó)太陽法向直射輻射資源分布48
2.7.1我國(guó)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(shí)空分布影響因素50
2.7.3我國(guó)太陽能資源的基本特征50
2.7.4我國(guó)太陽能資源區(qū)劃51
2.7.5太陽法向直射輻射的測(cè)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(fēng)速55
2.8.3降水參數(shù)56
2.8.4災(zāi)害性天氣現(xiàn)象及其參數(shù)56
2.8.5設(shè)計(jì)風(fēng)速和環(huán)境溫度57
2.9測(cè)量?jī)x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(cè)量?jī)x60
3太陽能熱發(fā)電站總體設(shè)計(jì)61
3.1電站設(shè)計(jì)點(diǎn)61
3.1.1設(shè)計(jì)點(diǎn)的意義61
3.1.2利用設(shè)計(jì)點(diǎn)的計(jì)算實(shí)例61
3.2塔式電站定日聚光場(chǎng)效率分析62
3.2.1定日聚光場(chǎng)瞬態(tài)光學(xué)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(shù)79
3.3.2槽式集熱器熱性能測(cè)量方法現(xiàn)狀80
3.3.3槽式集熱器熱性能測(cè)試方法86
3.4電站設(shè)計(jì)需要的基礎(chǔ)資料106
3.5設(shè)計(jì)的主要參數(shù)和原則106
3.6電站總體參數(shù)描述107
3.7年發(fā)電量計(jì)算108
3.7.1采用設(shè)計(jì)點(diǎn)方法計(jì)算108
3.7.2年發(fā)電量計(jì)算實(shí)例109
3.7.3熱發(fā)電站容量?jī)?yōu)化111
3.7.4基于逐時(shí)模擬的發(fā)電量計(jì)算方法112
3.7.5地理位置對(duì)采用DNI作為拋物面槽式集熱器效率計(jì)算的
影響117
3.8儲(chǔ)熱量的確定121
3.8.1儲(chǔ)熱量選取的原則121
3.8.2儲(chǔ)熱功率選取的原則122
3.9電站總平面規(guī)劃要點(diǎn)122
3.10聚光場(chǎng)布置注意事項(xiàng)126
4聚光系統(tǒng)設(shè)計(jì)128
4.1系統(tǒng)總體描述128
4.1.1聚光系統(tǒng)的組成128
4.1.2聚光器調(diào)控原則和模式128
4.1.3聚光場(chǎng)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(chǎng)輸出的計(jì)算方法129
4.1.6反射鏡積灰的影響129
4.2聚光場(chǎng)布置原則130
4.2.1定日鏡基本知識(shí)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(jiǎn)介133
4.2.4槽式聚光器基本知識(shí)134
4.2.5聚光場(chǎng)布置的一般原則136
4.3塔式電站聚光場(chǎng)設(shè)計(jì)138
4.3.1定日聚光場(chǎng)基本運(yùn)行模式及基本設(shè)計(jì)參數(shù)138
4.3.2定日聚光場(chǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法139
4.3.3塔式集熱場(chǎng)的設(shè)計(jì)143
4.4塔式電站定日聚光場(chǎng)控制設(shè)計(jì)145
4.4.1定日聚光場(chǎng)控制系統(tǒng)技術(shù)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(chǎng)設(shè)計(jì)150
4.5.1聚光場(chǎng)的軸向布置151
4.5.2槽式聚光器集熱效率評(píng)價(jià)154
4.5.3槽式集熱場(chǎng)設(shè)計(jì)159
4.6槽式電站聚光場(chǎng)控制設(shè)計(jì)160
4.6.1槽式電站聚光場(chǎng)控制系統(tǒng)技術(shù)條件160
4.6.2控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)160
4.7聚光器的風(fēng)載特性160
4.7.1風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)——定日鏡風(fēng)載特性161
4.7.2外場(chǎng)測(cè)量——槽式聚光器風(fēng)載165
5吸熱器系統(tǒng)設(shè)計(jì)182
5.1系統(tǒng)總體描述182
5.1.1吸熱器系統(tǒng)配置182
5.1.2吸熱器組成及其調(diào)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(tǒng)的材料選用186
5.2.1傳熱介質(zhì)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(tǒng)的管路和泵選用188
5.4吸熱器系統(tǒng)的控制188
5.4.1吸熱器控制系統(tǒng)邏輯188
5.4.2控制設(shè)計(jì)范圍189
5.4.3控制方式189
5.5吸熱器系統(tǒng)運(yùn)行方式設(shè)計(jì)190
5.5.1總則190
5.5.2吸熱器啟動(dòng)190
5.5.3吸熱器工作模式190
5.5.4吸熱器的技術(shù)改進(jìn)190
5.6吸熱器的排污系統(tǒng)及其設(shè)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(jié)構(gòu)概述192
5.7.2拋物面槽式吸熱管真空可靠性研究現(xiàn)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(cè)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(yù)測(cè)214
6儲(chǔ)熱系統(tǒng)224
6.1系統(tǒng)總體描述224
6.1.1儲(chǔ)熱系統(tǒng)的作用224
6.1.2儲(chǔ)熱系統(tǒng)分類225
6.1.3儲(chǔ)熱方式選擇226
6.1.4儲(chǔ)熱材料存放226
6.2儲(chǔ)熱系統(tǒng)的技術(shù)要求226
6.3儲(chǔ)熱材料和模式227
6.3.1熔融鹽儲(chǔ)熱和室溫離子流體材料227
6.3.2混凝土儲(chǔ)熱材料227
6.3.3混凝土儲(chǔ)熱器的換熱設(shè)計(jì)228
6.3.4相變材料儲(chǔ)熱230
6.3.5固體材料儲(chǔ)熱用于空氣吸熱器系統(tǒng)230
6.3.6飽和水/蒸汽儲(chǔ)熱231
6.3.7合金相變儲(chǔ)熱材料231
6.4儲(chǔ)熱系統(tǒng)分類與組成232
6.4.1主動(dòng)型直接儲(chǔ)熱系統(tǒng)232
6.4.2主動(dòng)型間接儲(chǔ)熱系統(tǒng)234
6.4.3被動(dòng)型儲(chǔ)熱系統(tǒng)235
6.4.4儲(chǔ)熱系統(tǒng)的組成237
6.5儲(chǔ)熱材料和容器的選用238
6.6儲(chǔ)熱容器的充放熱設(shè)備及流程設(shè)計(jì)238
6.7儲(chǔ)熱系統(tǒng)控制239
6.7.1控制系統(tǒng)組成239
6.7.2儲(chǔ)熱系統(tǒng)控制邏輯239
6.8儲(chǔ)熱系統(tǒng)檢修設(shè)施239
7廠址選擇、電力負(fù)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(hù)240
7.1.4儲(chǔ)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(biāo)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(fù)荷與發(fā)電流程243
7.2.1電力負(fù)荷資料243
7.2.2電力負(fù)荷規(guī)劃243
7.2.3電力輸出時(shí)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(shè)計(jì)要求244
8.1.3廠區(qū)規(guī)劃注意事項(xiàng)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(chǎng)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(chǎng)內(nèi)道路布置246
8.2.4廠區(qū)圍墻246
8.3交通運(yùn)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(xié)調(diào)248
9主廠房布置249
9.1主廠房方位249
9.2主廠房與儲(chǔ)熱器249
9.3太陽能儲(chǔ)熱系統(tǒng)布置249
10水處理設(shè)備及系統(tǒng)250
10.1吸熱器和蒸發(fā)器補(bǔ)給水處理250
10.2水處理設(shè)備的計(jì)算250
10.3給水、爐水校正處理及熱力系統(tǒng)水汽取樣250
10.4防腐251
11電力系統(tǒng)252
11.1發(fā)電站與電力網(wǎng)的連接252
11.2系統(tǒng)保護(hù)252
11.3系統(tǒng)通信252
12電氣設(shè)備及系統(tǒng)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(tǒng)253
12.4電氣測(cè)量?jī)x表253
12.5繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置253
12.6照明系統(tǒng)254
12.7電纜選擇與敷設(shè)254
12.8過電壓保護(hù)和接地254
12.9爆炸火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的電力裝置254
13熱工自動(dòng)化255
13.1基本規(guī)定255
13.2控制方式255
13.3熱工檢測(cè)255
13.4自動(dòng)調(diào)節(jié)256
13.5熱工保護(hù)256
13.6聯(lián)鎖256
13.7電源和氣源256
13.8控制室256
13.9電纜、導(dǎo)管和就地設(shè)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(wǎng)及加熱站257
14建筑和結(jié)構(gòu)259
14.1基本規(guī)定259
14.2防火259
14.3室內(nèi)環(huán)境260
15輔助及附屬設(shè)施261
16太陽能熱發(fā)電站的環(huán)境保護(hù)262
16.1基本規(guī)定262
16.2環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)要求262
16.3污染防治262
16.4環(huán)境保護(hù)設(shè)施263
參考文獻(xiàn)264