一种熔融盐单罐槽式太阳能聚光系统的回路设计

论文总字数：29423字

摘 要

为了可以在得到饱和蒸汽的同时提高系统的效率和降低经济成本，本文通过查阅大量国内外相关文献，建立系统的传热模型，对太阳能槽式聚光系统的工作原理和组成进行了详细的分析，并系统的阐述了回路设计的过程。文章从单罐熔融盐蓄热的换热器和蓄热系统入手，以熔融盐-导热油换热器和盘式换热器的选型、校核和设计等方面进行计算，并分析了两种换热器的流动阻力和保温，得到蒸汽发生器入口和出口的蒸汽热工参数，并加以利用。另外，本文同时设计了系统的支架、驱动系统等附件。最后为保证蒸汽出口参数的稳定和系统的安全运行，文章对系统回路的测量系统也有简要介绍。

经过一系列设计过程，在尽量降低系统整体经济成本的同时，确定了各部件的参数并且确定了系统可以产生具有稳定温度和压力的蒸汽流量以供给和驱动氨水吸收式空调的工作。

关键词：熔盐蓄热系统；太阳能；中温热利用；回路设计

A loop design of molten salt heat storage trough concentrating systems

03012331 Gong Guanji

Supervised by Kuang Rao

Abstract： This paper designs a kind of molten salt heat storage trough concentrating systems,sum up a set of calculation progress and completes a loop design of middle-temperature solar energy utilization system for producing saturated vapor in order to drive ammonia-water absorption air conditioning.

For increasing system efficiency and decreasing economic costs, the writer sets up a model of heat transformation through reviewing relevant literature and analyses the system’s working methods and constitutions as well as design progress. This paper from a single tank molten salt thermal storage heat transformation and heat storage system to start, designs and selects molten salt-thermal oil heat exchanger and helically coiled tube. And then analyzes two heat exchangers’ flow resistance and insulation to get the steam generator inlet and outlet of the steam thermal parameters. Besides, this paper designs the stent and drive system. In order to ensure safe operation and the stability of steam outlet parameters on the system, system measurements are also briefly introduced.

After a series of design process, while minimizing the totally economic costs, this paper determines the parameters of the various components and ensures the system can generate a stable flow of steam temperature and pressure to supply ammonia absorption air conditioning.

Key words： molten salt heat storage; solar energy; middle-temperature utilization; loop design

目 录

摘要 3

Abstract 3

第一章 绪论 4

1.1研究背景及意义 5

1.2槽式聚光系统 6

1.3国内外研究现状 6

1.3.1国外研究现状 6

1.3.2国内研究现状 7

1.4课题研究内容及方法 7

第二章 槽式太阳能集热器系统的结构组成 8

2.1槽式太阳能集热器系统介质的分类 8

2.2槽式太阳能集热器的组成 9

第三章 单罐式熔盐蓄热槽式太阳能聚光系统的设计 12

3.1集热管传热分析 12

3.2蒸汽发生器设计 14

3.2.1蒸汽发生器的分类 14

3.2.2盘管式蒸汽发生器的结构及原理分析 14

3.2.3蒸汽发生器设计计算 15

3.3蒸汽发生器及管道保温的设计 23

3.4补水系统的设计 16

3.5熔融盐-导热油换热器的设计 16

3.6单罐熔盐罐的设计 17

3.7盘管流动阻力的分析 20

3.8本章小结 23

第四章 热力测控 24

4.1温度测量系统 24

4.2压力测量系统 24

4.3流量测量系统 24

4.4蒸汽发生器的水位控制、报警及显示系统 25

4.5数据采集及记录系统 25

4.6本章小结 26

第五章 总结与展望 27

5.1总结 27

5.2展望 27

致谢 28

参考文献（References） 29

一种熔融盐单罐槽式太阳能聚光系统的回路设计

1. 绪论
   1. 研究背景及意义

我国是一个传统型能源消耗国家，目前仍以煤炭的燃烧为主，在开采和燃烧煤炭的过程中排放了大量的温室气体的污染废气。目前，二氧化碳的排放量，我国已经位居世界第二位，甲烷和氮氧化物也位居世界前列。经预测，在2025-2030年间，我国二氧化碳的排放量很可能超过美国成为世界第一位^[1]。我国因燃烧煤炭所产生的二氧化硫为全国排放量的85%，二氧化碳为85%，氮氧化物为60%，粉尘则占到了70%^[2]，与此同时，我国酸雨区的覆盖面积正迅速扩大，达到了国土总面积的40%，造成的经济损失不可估量^[3]。目前我国正准备大力推进节能减排项目，来应对当前环境压力和能源危机，其中，新能源已经确定为新兴战略性行业。

目前对于人类来说，资源储量最丰富的是太阳能，超过所有可再生能源的99.44%^[1]。太阳辐射总量每年能达到，相当于原油储量的千倍，是2000年世界原油年耗量的3000多倍。中国的太阳能资源丰富，在三分之二的国土上，年辐射量超过60万，相当于17万亿吨标准煤，所以太阳能的利用有着非常广阔的前景。

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