满液式太阳能蒸汽发生器的结构设计及传热研究

论文摘要

本课题来源于国家科技支撑计划项目(2008BAJ12B03):建筑物(群)全天候耦合能量传递优化控制及节能关键技术。本文主要集中于满液式太阳能蒸汽发生系统中蒸汽发生器传热过程的研究以及蒸汽发生器的结构设计,研究如何在保证太阳能蒸汽发生器汽化率的前提下,减小传热介质输送功率以及换热面积,进而提高蒸汽发生器的效率,降低蒸汽发生器的成本。本文的研究工作主要包括以下几个部分:(1)分析该太阳能蒸汽发生器在运行工况下的热流密度大致范围,以此为基础,研究管束外沸腾在该热流密度范围内管束效应大小及其影响因素,从提高汽化率的角度,选择大间距满液式作为蒸汽发生器的结构类型;(2)对换热管数量、长度、管内流速与导热油输送功率间的关系进行研究,在汽化率要求一定的情况下,确定各参数的合理取值,以减小输送功率和换热面积,从而提高蒸汽发生器效率;(3)对蒸汽发生器换热过程各部分热阻进行分析,确定蒸汽发生器传热强化的主要途径为降低管内对流换热热阻,然后对对流换热强化机理和泵的输送功率进行理论分析,推导出传热强化的综合评价准则PEC,提出了蒸汽发生器传热强化的方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 太阳能蒸汽的国内外研究现状
• 1.3 满液式蒸汽发生器的国内外研究现状
• 1.4 研究目的及研究内容
• 2 满液式太阳能蒸汽系统结构及特点
• 2.1 蒸汽系统的基本结构
• 2.2 导热油在系统中的应用
• 2.3 集热器的选择
• 2.4 相比DSG 系统的优点
• 3 蒸汽发生器的沸腾传热特性及传热强化研究
• 3.1 满液式和降膜式蒸汽发生器的对比分析
• 3.2 池沸腾机理分析
• 3.3 蒸汽发生器中热流密度的分析研究
• 3.4 蒸汽发生器中管外沸腾管束效应的研究
• 3.5 蒸汽发生器结构型式与管间距的确定
• 3.6 蒸汽发生器的传热强化分析
• 3.7 本章小结
• 4 蒸汽发生器的结构分析
• 4.1 换热面积和传热介质输送功率的研究
• 4.2 换热管布置型式及壳体的设计
• 4.3 蒸汽发生器壳体的保温分析
• 4.4 汽化率和蒸汽温度的调节
• 4.5 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读学位期间发表论文及参与课题项目