分布式太阳能冷热电联供系统性能与变工况特性分析

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:banlangen
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
国家能源“十三五”规划指出我国能源发展面临的主要问题有:煤炭等产能过剩,煤炭发电设备利用率低,可再生能源消纳无法充分满足,供能系统梯级利用程度不高等。同时,煤炭等化石能源的消耗造成了严重的环境污染,严重影响了劳动者健康水平,加重了社会运行成本。针对以上能源发展中存在的诸多问题,太阳能冷热电联供系统(Combined cooling heating and power,CCHP)是一种有效的解决办法。CCHP系统具有许多优点:可以实现能源梯级利用,提高能源利用率;可以与常规能源结合,起到减少排放的目的;可以提升需求侧响应能力,协调能源供需平衡,提高系统设备利用率;靠近用户侧,能源供给可靠性强。
  本文通过EES(Engineering Equation Solver)软件对太阳能CCHP系统进行数值建模,在此基础上对系统进行性能分析。首先提出两种不同的太阳能CCHP配置方案:并联式系统和串联式系统,并对这两种不同的设计方案从热力性能和经济性能出发进行了对比分析,选出较优的设计方案。针对优选出的系统进行性能分析,研究了太阳能集热器相关参数、有机朗肯循环(Organic Rankine cycle,ORC)参数以及吸收式制冷循环参数对系统性能的影响。最后,分析了太阳辐照强度以及外部循环条件变化的情况下太阳能冷热电联供系统的非设计工况性能。
  研究结果表明,并联式系统在系统冷热电联产效率以及集热器集热效率等方面优于串联式系统,且在能源平均成本、初始投资和动态投资回收期三个经济性指标方面都明显优于串联式系统,因此选择并联式系统作为后续研究的设计方案;提高集热器出口温度可以增加系统输出电量和热量,减少制冷量,降低集热器集热效率,提高系统冷热电联产效率。同样,蒸发温度、冷凝温度、夹点温差、过热度、过冷度以及换热器UA值等参数对系统性能也有着重要的影响,在给定热源进口温度160℃、集热器面积800m2及太阳辐照强度800W/m2的条件下,存在最优蒸发温度108℃使得输出电量取得最大值33.43kW,存在最优冷凝温度47℃使得系统热效率取得最大值68.12%;当机组外部循环流体流量、进口温度以及太阳辐照强度变化时,系统处于变工况运行状态,系统性能随之波动,展现出不同的非设计工况运行性能,例如当热源流体流量增大0.2kg/s时,系统净输出功增大0.85kW、生活热水温升增加0.76℃、系统冷热电联产效率增加2.53%。
其他文献
随着电子元件热流密度迅速增长,为保证大功率电子元件在正常温度范围内工作,对散热器的性能要求愈发严苛。考虑到强制风冷是目前应用最普遍的散热方式,本文选取三种典型的风冷散热器(即平直肋片散热器、填充泡沫金属的矩形通道散热器以及放射状肋片散热器)为研究对象,利用CFD软件对散热器的换热能力进行强化,并对流动与传热综合性能进行优化。  首先,针对传统的两侧进风式 CPU 散热器进行了数值分析,表明其流道底
自然对流换热具有简单的驱动原理和低成本等优点,所以被广泛应用在许多工业领域和设备中,如球形电子设备,循环流化床和核工程设备等,后者包括加速器驱动次临界堆系统(Accelerator Driven subcritical System,ADS)的流态固体靶和球床式高温气冷反应堆的堆芯。简单的单球结构已经被大量研究,但是复杂的多球自然对流换热依旧缺少研究,所以本文抽取多种典型的多球结构进行稳态层流自然
本文基于托卡马克装置的液态包层模块第一壁为研究背景,通过实验研究和数值模拟方法对强磁场作用下液态金属在平板外部的自由对流进行了研究。同时对磁场条件下颗粒在液态金属中的上升运动进行了实验研究。在核聚变装置中,液态包层模块第一壁作为直接热量传递与冷却结构,其表面需要承受等离子体的巨大热载荷,为了保护结构免受等离子体与热量的侵蚀,需要使用液态金属进行保护。对于大尺寸的面对等离子体部件结构可近似视作平板结
航发燃烧室需要在宽广的工作范围内维持稳定的燃烧状态,燃烧室稳定工作范围受到燃烧效率、燃烧室出口温度、贫油熄火、总压损失等限制。其中燃烧室的贫油熄火性能是燃烧室最受关注的性能之一,无论是经常需要做大机动飞行的军机,还是对污染排放有严格要求的民机,均需要在航发燃烧室设计过程中反复进行贫熄边界预估-结果分析-燃烧室结构改进,因此发展一套高精度、低成本的航发燃烧室贫熄预测模型,对于缩短燃烧室设计周期,提升
压缩空气储能被认为是最有发展潜力的大规模物理储能技术之一,能够进行大规模、长周期的电力储存,可应用于电网“削峰填谷”、可再生能源并网发电和分布式供能等领域。压缩机是压缩空气储能系统的关键部件之一,其特性直接决定了储能系统的总体性能和经济性。  离心式压缩机是压缩空气储能系统中常用型式的压缩机,须满足宽工况高效率的要求。压缩机在湿空气进气条件下运行,而进气喷雾作为一种节能增效技术,已在燃气轮机系统中
使用小型低温制冷机冷却超导磁体系统运行成本低,有利于超导技术的应用,但是制冷机冷量集中在面积较小的冷头上,在冷头和被冷却装置之间需要一种高效的热连接方式传递制冷机的冷量。传统的使用高导热金属作为热连接的方式在传热量较大或传输距离较长时会造成系统巨大的体积和质量浪费。脉动热管作为一种具有高传热能力的新型热管,在室温温区已获得众多研究成果,低温脉动热管近年也被认为能够解决制冷机冷量传输问题而获得广泛关
学位
太阳能热发电因其连续稳定的潜力被认为是可再生能源规模化利用的重要方向。但太阳能光热发电当前仍存在着年均发电效率低,发电成本高的问题。对此,将太阳能与化石能源综合互补,利用化石能源高效发电提升太阳能净发电效率就成为发展太阳能的一个有效途径。此外,太阳能聚光集热过程是太阳能化石能源互补及太阳能光热发电的关键过程。该过程能的损失大,效率低一直是聚光太阳能热利用的重要难题。本学位论文依托国家基础研究项目计
镓基液态金属由于其室温下为液态(低熔点)以及生物无毒性等优良性能,目前已被广泛应用至柔性可穿戴设备等领域。本文采用微流道加工技术,基于镓铟合金和聚二甲基硅氧烷(PDMS)柔性基材,制作了柔性微电极,并围绕此电极在高温高压下的稳定性进行了一系列的应用研究与基础研究。本文首先对镓铟液态金属电极在常温常压下发生的自然溢出和长期稳定性问题进行了基础研究;然后以液态金属柔性微电极在电容式压力微传感器上的应用
作为一种流体驱动的无运动结构的简单部件,喷射器提供了压缩,输送,混合等多种用途。喷射器在真空,散热和制冷领域具有广泛的应用。喷射技术在制冷系统中的应用具有悠久的历史。使用喷射器代替蒸汽压缩制冷循环中的膨胀阀不但可以增大蒸发器中的焓降,还可以回收膨胀功,使得压缩机吸气压力增大,从而减小了压缩机工作的压比及功耗,喷射制冷技术仍然具有很重要的应用前景。  本论文工作围绕喷射制冷技术为研究目标,设计并搭建
学位
干热岩(Hot Dry Rock,HDR)地热能是指贮存在深层地表下低渗透性岩石中的热能,具有储量丰富、温度高等优点,高效地开发和利用干热岩地热能具有重要意义。常规的地热能开采技术是采用增强型地热能系统(Enhanced Geothermal System,EGS),利用水力压裂等手段将地下低渗透性目标岩体压裂成高渗透性的人工热储,通过水泵等设备将低温的水、二氧化碳等流体介质注入到人工热储,置换高