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随着全世界范围内能源和环境问题的日益严重,世界各国针对减少污染物排放、利用新能源进行了深入的合作与研究,节能减排已经是国际共识,新兴的可再生能源在解决能源问题中扮演着十分重要的角色。其中,太阳能以其储量丰富、清洁环保、开发潜力大的优势成为解决当今世界能源环境问题的关键所在,但是单独的太阳能热发电技术存在运行不稳定、发电成本高、能量转化效率低等一些列问题。本文针对集成太阳能热的燃气蒸汽联合循环系统(ISCC),深入研究了太阳能和联合循环系统耦合的集成特性和运行方式,分析不同集成方式下的热力学性能,探寻了太阳能集成的普遍规律,并在太阳能集成规律的基础上提出了新系统,实现了能源利用更加高效清洁的目的。具体内容如下:(1)集成太阳能热的联合循环系统集成特性研究及设计优化。针对带有三压再热余热锅炉的联合循环系统和直接蒸汽发生(DSG)的太阳能槽式集热系统,在一定的限制条件下,研究余热锅炉不同受热面集成太阳能的热力学性能和发电极限,并从集成太阳能后余热锅炉(?)损失变化的角度进行分析,得出了在ISCC系统中余热锅炉集成太阳能的耦合规律。在此基础上,针对各种集成方式下极限发电量和热电效率有待提高的问题,对余热锅炉的各个参数进行设计优化,有效提升了集成系统的整体性能和太阳能发电极限。(2)新型冷热结合的太阳能热互补联合循环系统研究。在太阳能集成规律的基础上,同时针对当前的ISCC系统受环境温度影响以及太阳能年度利用率不高的问题,提出了一种冷热结合的新型ISCC系统,将太阳能同时集成到热源驱动的溴化锂吸收式制冷机和余热锅炉受热面中,降低燃机压气机进口温度的同时增加底循环的发电量,解决了环境温度升高燃机出力下降的问题。同时,对新系统的全年变工况特性和运行方式进行模拟研究,结果表明,相对于传统的ISCC系统和单独集成太阳能制冷的系统,新系统有效提高了太阳能热发电效率和全年发电份额。