高志超
,
隋军
,
刘启斌
,
王亚龙
,
赵芫桦
,
宿建峰
,
李和平
,
金红光
工程热物理学报
本文针对30 m2槽式太阳能集热试验装置,对太阳能集热器的性能进行了模拟.分析了太阳能集热器光热转化过程,建立了太阳能能量转换与传递模型,并开发了模拟计算程序,研究了集热器关键结构参数和运行参数对集热性能的影响规律.具体考察了太阳辐照强度、工质流量、环境风速、吸热管管径等对集热效率的影响.结果表明:太阳能集热器的集热效率随太阳辐照强度的增加而增大,随工质流量的增加而增大,存在最佳的吸热管管径使得集热效率最大.研究结果将为太阳能集热器的设计提供参考依据.
关键词:
槽式太阳能集热器
,
数值模拟
,
集热效率
王亚龙
,
刘启斌
,
隋军
,
赵芫桦
,
宿建峰
,
李和平
,
金红光
工程热物理学报
本文采用真空集热管在抛物槽式太阳能平台上进行了实验研究,传热工质为YD300型合成导热油.实验测定了该集热管的散热损失,并数值模拟了吸热管表面的能流密度分布.以此为边界条件研究了该集热管的换热性能.结果表明,循环工质温度和环境温度之差为180℃时,散热损失为220 W/m;该集热器吸热管表面圆周方向能流分布集中,流量对温度分布影响较大,当太阳直射辐照为1000 W/m2,导热油温度为200℃,流量为0.5 kg/s时,吸热管圆周方向最大温差50℃左右,当流量增加到2.0 kg/s时,最大温差减小到20℃左右.
关键词:
抛物槽式太阳能集热器
,
散热损失
,
能流密度
,
温度分布
许达
,
刘启斌
,
隋军
,
金红光
工程热物理学报
本文提出一种基于中低温太阳能与甲醇热化学互补的分布式冷热电供能系统.基于热力学基本定律,对系统作了能量平衡分析和`平衡分析,探讨了变太阳辐照下系统的热力性能和储气蓄能的变化特性规律.结果表明:设计工况下,系统的一次能源效率达89.36％,`效率达到47.10％,太阳直射辐照强度从500 W/m2变化到900 W/m2时,系统一次能源效率和冷、热、电功率输出保持稳定.本文的研究成果为高效利用中低温太阳能热化学技术与分布式冷热电能源系统集成技术提供了新途径.
关键词:
中低温太阳能
,
太阳能热化学
,
甲醇分解
,
分布式供能系统
,
储能
闫月君
,
高志超
,
许达
,
刘启斌
,
金红光
工程热物理学报
本文针对现有单—工质槽式热发电系统存在的问题,提出了熔盐-水(MS-DSG)双级集热场槽式太阳能热发电系统.阐述了该系统的流程;选取单一的水(DSG)和熔盐(MS)集热系统为参照,对三种系统的性能进行了模拟、对比和分析.研究表明,新集成系统的设计点发电效率高于对应的单一MS系统,虽然效率略低于相同边界条件的单一DSG系统,但集成系统的高温段对装置材料的要求降低,系统布局和控制简化,安全性提高.随着高温太阳能集热管的研发,本文的研究成果将为新型槽式电站的设计和运行提供新方法.
关键词:
太阳能热发电
,
双级集热场
,
系统集成
,
发电效率
王艳娟
,
刘启斌
,
隋军
,
金红光
工程热物理学报
针对330 MWe太阳能与燃煤互补发电系统,利用抛物槽式太阳能集热系统汇聚300℃C左右的太阳热能,替代蒸汽抽汽加热给水,对系统中太阳能镜场的布置及优化进行了深入研究.基于集热场运行工况,开发了太阳能集热场设计的模拟计算程序.探讨了镜场遮挡损失与集热器间距的关系;研究传热工质流速、太阳辐照强度对集热场布置的影响规律.在设计工况下,镜场集热量49 MW,镜场面积为1.39×105 m2,占地面积4.19×105 m2,镜场和场地面积比达到33.2％,优于当前槽式太阳能单独热发电22％～25％的水平.本文研究结果为太阳能与燃煤互补电站太阳能岛的设计提供了依据.
关键词:
抛物槽集热
,
遮挡损失
,
互补
,
燃煤电站
刘启斌
,
洪慧
,
袁建丽
,
金红光
,
蔡睿贤
工程热物理学报
本文提出一种利用150～300℃中低温太阳能驱动的甲醇-水重整反应制氢的新方法,该方法操作温度远低于其他太阳能热化学制氢方式.在5kW抛物槽式太阳能集热器.吸收/反应器上对制氢关键过程进行了实验研究.实验结果表明:甲醇转化率可达90%以上,产物氢气浓度为66%～74%;1mol甲醇制氢量可达2.90mol,接近理想状态3mol;基于能量品位的概念,深入分析了这一过程的能量转换机理;并对制氢成本进行了初步分析.本文的研究成果为高效利用中低温太阳热能与低能耗、低成本制氢提供一条新途径.
关键词:
制氢
,
甲醇重整反应
,
中低温太阳能反应器
周鹏
,
刘启斌
,
彭烁
,
金红光
工程热物理学报
提出了一种CO2近零排放的太阳能与生物质能互补发电系统,采用槽式太阳能集热与生物质能补燃有机结合的方式,工质水首先经过油水换热器,通过导热油间接吸收太阳能转变为370℃蒸汽,再通过生物质补燃转变为535℃蒸汽后进入蒸汽轮机组膨胀作功.模拟并分析了两种典型方案的热力学性能,设计工况下方案一系统出功为135.07MW,发电效率为30.93％,方案二系统出功为152.03MW,发电效率为29.59％.新系统有效解决了槽式太阳能单独热发电热效率低和生物质单独发电电站规模小的问题,为太阳能和生物质能的高效利用提供了一种新方法.
关键词:
太阳能
,
生物质能
,
互补系统
,
热力性能
蔡睿贤
,
刘启斌
工程热物理学报
热声学是一门较新的学科,其理论与实验研究尚在蓬勃发展中,已知的代数显式解析解很少.本文对一维非定常完全气体热声流推导出一组非常简明的代数显式解析解.它除了有其理论基础价值外,还可以作为标准解来推动计算热声学的发展.
关键词:
热声
,
解析解
,
一维非定常
白章
,
刘启斌
,
李洪强
,
金红光
工程热物理学报
本文提出一种基于太阳能驱动生物质气化的新型发电系统,利用塔式定日镜场聚光产生1000～1500 K高温太阳热能驱动生物质进行气化反应,并集成先进燃气 蒸汽联合循环发电系统高效利用气化合成气.对该系统进行了热力学性能分析,结果表明:与常规生物质气化方式相比,通过驱动生物质发生气化反应,不仅将间歇性的太阳能转化为稳定的合成气化学能,并增加了气化合成气的化学能,同时合成气中的H2和CO的摩尔含量之比在气化温度为1000～1500 K时达到1.65～2.44,有利于直接合成甲醇等清洁液体燃料.在设计工况下,系统的太阳能热功转化效率将达到23.68％,随着气化反应温度的升高,系统的太阳能份额和输出的电功率增大,系统的总热效率和总(火用)效率均下降.研究成果将为高效利用我国西部丰富的太阳能与生物质能提供一条有效途径.
关键词:
太阳能
,
生物质气化
,
发电
,
性能分析
刘启斌
,
洪慧
,
金红光
,
蔡睿贤
工程热物理学报
通过甲醇-水蒸汽化学反应,本文提出中低温太阳热能与甲醇重整反应结合的制氢新方法,探讨了中低温太阳热能与甲醇重整制氢过程的能量转换机理,分析了不同压力条件下的水碳比、反应温度对中低温太阳热能-甲醇重整制氢的影响规律.研究结果表明:集热180～240 ℃的低品位太阳热能(品位为0.34～0.42)将能更好地与甲醇重整反应所需的品位相匹配.在反应压力为1×1.01325×105 Pa,反应产物中H2浓度可有望达到72%～75%,中低温太阳热能转化为化学能占燃料化学能的份额可达12%.该研究为低能耗制取清洁燃料氢提供了一条新途径.
关键词:
中低温太阳热能
,
制氢
,
甲醇重整反应
