太阳能槽式直接蒸汽发电系统集成方案的设计.pdf

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1、88电力与能源第34卷第1期2013年2月太阳能槽式直接蒸汽发电系统集成方案的设计娄清辉，李存霖，陈志鹏，黄静，唐菲菲，王培红(东南大学能源与环境学院，南京210096)摘要：以太阳能槽式直接蒸汽发电(简称DSG系统)为研究对象，根据南京全年辐射强度统计数据及全年辐射平均强度确定该系统汽轮机的型号、集热器的个数和给水流量等参数，给出了一个无储热的5Mw太阳能槽式直接蒸汽发电系统的设计方案。关键词：太阳能；热利用；DSG系统中图分类号：TK51文献标志码：A文章编号：2095—1256(2013)01—0088—04Concep

2、tualDesignofSolarParabolicTroughDirectSteamGenerationSystemLounghui，LiCunlin，ChenZhipeng，HuangJing，Tangfei，WangPeihong(SchoolofEnergyandEnvironment，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China)Abstract：Thispaperpresentsaconceptualdesignofthe5MWsolarpowerplantusingDirectS

3、teamGeneration(DSG)inaparabolic—troughsolarfieldwithoutheataccumulationsystem．Inthisconceptualdesign，thesystemturbinemodel，thenumberofcollectorandfeedwaterflowparameters，etc．arebasedonrealsolarconditionsinNanjing．Keywords：Solarenergy；Heatutilization；DSGsystem太阳能槽式直接

4、蒸汽发电系统(DSG)由聚光集热场和发电单元组成，若干个聚光集热器4月一，7月经过串并联组合形成聚光集热场，利用聚焦的-'s月8月．，61月一9月太阳光加热工质水，产生高温高压蒸汽驱动发拿／r1f厅0＼—10N电单元的汽轮机，带动发电机发电，具有很好的芭／一．＼．3月／厂、、f2月发展潜力。目前净发电量两个分别为3MW和／lfl12N^5MW的DSG电站示范项目已经进人商业应用翰．．。．．．．．．1、{前的试验运行。本文将对DSG技术实现方式进时刻m行分析，根据南京全年辐射强度统计数据，研究南京太阳能辐射强度规律，并把南京的全

5、年平图1南京每月各时间段内太阳辐射强度均辐射强度作为太阳能DSG系统的设计辐射强450度，对包括汽轮机组在内的设备选用以及机组400350给水流量等的运行参数的确定，给出适合南京300250地区的无储热的太阳能槽式直接蒸汽发电系统20015O的设计方案。10050；i／震／震i≥骥甚骤●01南京地区太阳辐射强度的年分布特点太阳辐射强度的大小及其在一年中的分布是图2南京全年太阳辐射强度分布情况太阳能槽式直接蒸汽发电系统设计及运行的重要基础。根据南京地区太阳能全年辐射强度统计数从图1可以看出，南京地区不同季节的太阳据，利用逐时太阳

6、能强度及计算模型可以得到南能辐射强度相差较大：夏季辐射强度较大，7月京地区太阳能辐射强度的分布规律，见图1和和8月正午均高于900W／m。；冬季辐射强度较图2。小，12月和1月正午略高于400W／m。。从图2娄清辉，等：太阳能槽式直接蒸汽发电系统集成方案的设计89可以看出，全年中0～500w／m的低辐射区间的证了蒸汽的品质，安全性和经济性都优于一次通总时长为1915h；辐射强度200～300w／m。区过式。采用再循环方式，从汽水分离器分离出的间(平均辐射强度为239w／m)的小时数最多，饱和水返回到集热器进口处，可以提高进口水

7、温。达到420h；5O0～1000w／m高辐射区间的全年在低辐射强度下，蒸发段出口的蒸汽少、干度低，总时长仅为1044h。因此过热段的蒸汽流量较小，蒸汽温度的下降不南京地区的太阳能资源不是十分理想，全年会很大；在高辐射强度下，蒸发段出口的蒸汽较多的太阳能辐射大多时间为中、低强度，具有高辐射并且干度较高，因此过热段的蒸汽流量较大，过热强度的时问不长。汽温也不会升高很多。采用再循环方式可以保持出口汽温基本不变，出口汽焓基本恒定，而且效率2设计方案最高。南京地区的太阳辐射强度低，太阳能槽式本文讨论是在南京地区建设5Mw的DSG的给水

8、适合采用再循环方式。系统设计方案。DSG由聚光集热场和发电单元2．3辐射强度与汽轮机选型组成，因此方案设计的主要任务是根据当地的辐汽轮机的选型取决于当地的太阳辐射强度及射强度确定聚光集热场中的太阳能集热器和太阳其有效时数。由于辐射强低于100w／m。的太阳能槽式的型式、参数和