槽式太阳能聚光集热系统设计研究

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1、分类号学号M201070775学校代码10487密级硕士学位论文槽式太阳能聚光集热系统设计研究学位申请人：雷骁林学科专业：热能工程指导教师：黄树红教授张燕平副教授答辩日期：2013年1月8日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonDesigningParabolicTroughSolarThermalSystemCandidate:LeiXiaolinMajor:Ther

2、malEngineeringSupervisor:Prof.HuangShuhongAssoc.Prof.ZhangYanpingHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法

3、律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要槽式太阳能集热技术是近年应用越来越广

4、泛的清洁能源技术。我国有丰富的太阳能资源，太阳能集热技术在我国有良好的发展前景。槽式太阳能集热系统除了可以发电使用外，还可以在工业领域内大规模应用。鉴于我国目前还没有成熟的商用槽式太阳能集热系统，本文对槽式太阳能集热系统的设计和应用展开研究，主要内容如下：通过对太阳辐射相关的基本概念和参数的介绍，研究了晴空条件直接太阳辐射的计算，使用Matlab中的simulink工具建立了直接太阳辐射的计算模型，并选用不同城市的实测结果与之对比，结果显示模型的最大相对误差不超过10%，证明模型具有一定的精确度，可用于直接太阳辐射的估算；研究了槽式

5、太阳能集热器光学效率的计算方法，使用simulink建立了槽式太阳能集热器光学效率计算模型，并以此模型与实际的LS-2、LS-3型槽式太阳能集热器做对比，经验证，槽式太阳能集热器光学效率计算模型的相对误差小于5%，具有一定的精确度，可用于槽式太阳能集热器光学效率的计算。研究了槽式太阳能集热器真空管的换热过程，分析了真空管的基本换热过程，在此基础上提出了真空管集热器热损失的计算方法，并用simulink工具采用循环迭代的方法建立了太阳能集热器真空管热损失计算模型，并和LS-2实验结果对比，结果显示最大相对误差不超过6%，证明此模型具有

6、一定的精确度，可用于槽式真空管的热损分析和设计；提出了集热场集热效率计算和集热场布局设计方法，并使用simulink建立了模型。针对某油田的蒸汽负荷状况，设计了槽式太阳能油田蒸汽生产系统方案，计算了不同蒸汽参数下集热场的布局状况；在此基础上对不同方案的蒸汽参数和集热场面积关系进行了分析，发现集热场面积变化趋势与蒸汽参数变化基本成正比关系，但集热场的布置的影响会使总体趋势出现一定的波动；分析了同一蒸汽参数下最佳的集热场出口温度，得出当集热场出口温度与蒸汽温度端差较小时集热场占地面积较小；分析了不同方案的月均蒸发量，得出采用蓄热方式可以

7、有效的改善蒸汽生产的波动性，保I华中科技大学硕士学位论文持蒸汽产量的稳定性的结论；分析了不同蓄热时长对蒸汽生产的影响，5h蓄热时长可以同时兼顾能量的充分利用和蒸汽生产的平稳性。介绍了槽式太阳能集热实验系统的基本原理和实验参数的设定，阐述了实验系统中槽式太阳能集热器、管路热系统和数据采集监控系统的构成，搭建了槽式太阳能集热实验系统，可用于槽式太阳能集热器热性能和槽式集热实验系统的运行研究。关键词：太阳能集热场槽式集热器设计II华中科技大学硕士学位论文AbstractTheparabolictroughsolarconcentratin

8、gtechnologyisakindofcleanenergytechnologieswhichisusedmoreandmoreinrecentyears,Chinahasabundantsolarenergyresources,s