塔式腔体接收器性能研究及结构优化.pdf

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1、学校代码：10286分类号：TK513密级：公开UDC：621学号：150389塔式腔体接收器性能研究及结构优化研究生姓名：严倩雯导师姓名：张耀明教授王军副教授申请学位类别工学硕士学位授予单位东南大学一级学科名称动力工程及工程热物理论文答辩日期2018年6月9日二级学科名称动力工程及工程热物理学位授予日期2018年月日答辩委员会主席黄护林教授评阅人s18003051s180030522018年6月9日硕士学位论文塔式腔体接收器性能研究及结构优化专业名称：动力工程及工程热物理研究生姓名：严倩雯导师姓名：张耀明RESEARCHONPERFORMANCEAND

2、STRUCTUREOPTIMIZATIONOFCAVITYRECEIVERSINSOLARPOWERTOWERSYSTEMAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYYANQian-wenSupervisedbyProf.ZHANGYao-mingandProf.WANGJunSchoolofEnergy&EnvironmentSoutheastUniversityJune,2018东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人

3、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，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文

4、档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师签名：日期：摘要摘要塔式太阳能热发电技术是目前在大规模发电上具有很广阔的应用前景的光热发电技术。塔式太阳能热发电系统主要包括聚光子系统、集热子系统、蓄热子系统、辅助能源子系统以及发电子系统。其中，接收器是集热子系统中的重要部件，在系统光热转换过程中起着重要作用，因此接收器性能的优劣对整个系统的性能具有重要影响。因此本文开展了基

5、于塔式太阳能热发电系统的腔体式接收器的性能研究及结构优化，主要的研究内容包括：（1）根据本文研究所需的夏至日正午十二时的德令哈的太阳辐照条件，通过定日镜场的追日跟踪模型对塔式系统的定日镜布局进行设计，并对塔式系统中的光源设置与载热介质进行合理的选取。（2）自行设计并利用SolidWorks软件建立四种不同形状（球型、圆柱型、圆锥型以及平顶圆锥型）的腔体式接收器的三维模型，通过TracePro软件研究不同结构参数的接收器在塔式系统中的光学性能的优劣。研究结果表明，在给定的塔式太阳能热发电系统中，具有相同腔口尺寸但面积比值（腔口面积/接收器吸收面总面积）不同

6、的接收器的光学效率均在90%以上，反射光损较小，其中，圆锥型与球型接收器对入口光线具有较好的“吸收”能力且能流密度分布比其余两种形状的接收器均匀。（3）根据光学性能模拟结果，本文对面积比值为0.2的球型腔式接收器进行进一步的分析研究。自行设计球型腔式接收器的尺寸参数，并对其光学性能与热效率进行分析。研究结果表明，面积比值为0.2的球型接收器内壁面上能流密度分布随腔口的增大而更均匀，且随腔口的变化有较大变化；内壁面光损随腔口增大而增大，但由于光损占总光通量份额较小，故光学效率略微减小。球型腔式接收器整体的热效率则随腔口的增大而减小，热损失增大；当腔口半径为

7、0.6m的球型腔式接收器的热损失最小，热效率最大，达到了79%；在辐射损失、对流损失、反射损失三项热损失中，对流损失受腔口尺寸影响最大，辐射损失次之，由于面积比值为定值，故反射损失则与之无关。关键词：塔式，腔体接收器，光学性能，能流密度，热效率IAbstractAbstractThetechnologyofsolarpowertoweriscurrentlyasolarthermalpowertechnologywithabroadapplicationprospectinlarge-scalepowergeneration.Thesolarpowert

8、owersystemmainlyincludesaconcentratingsu