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1、密级： 公开 单位代码：10 l2 了 曲喜2 科箍大葶 硕士学位论文 论文题目：乌海沙漠太阳能热气流发电系统塔囱的设计研究 学 一 作 专业 县 1 ， 者： 名称： 2 0 0 7 0 2 1 5 8 田艳荣 热能工程 2 0 10 年0 6 月0 6 日 论文题目： 内蒙古科技大学硕士学位论文 乌海沙漠太阳能热气流发电系统塔囱的设计研究 作者： 田艳荣 指导教师： 奎兰型垫堡单位：空鍪圭型垫奎兰 论文提交日期：2 0 1 0 年0 6 月0 6 日 学位授予单位：内蒙古科技大学 乌海沙漠太阳能热气流发电系统塔囱的设计研究 D e s i g n a n d s t u d y o nt
2、h ec h i m n e yf o rd e s e r ts o l a rh e a t i n g a i r f l o ws t a t i o ns y s t e mi nW uH a i 研究生姓名：田艳荣 指导教师姓名：李义科 内蒙古科技大学能源与环境学院 包头0 1 4 0 1 0 ，中国 C a n d i d a t e ：T i a nY a n r o n g S c h o o lo fE n v i r o n m e n ta n dE n e r g y I n n e r M o n g o l i aU n i v e r s i t yo fS c
3、 i e n c ea n dT e c h n o l o g y B a o t o u0 1 4 0 1 0 ，P R a 团N A 独创性说明 本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得 内蒙古科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并 表示了谢意。 签名：! 珥拉菰日期：塑垒! ：笪 关于论文使用授权的说明 本人完全了解内蒙古科技大学有关保留、使用学位论文的规定， 即
4、：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可 以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保 存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵循此规定) 期：2 b 乃石二 内蒙古科技大学硕士学位论文 摘要 随着世界能源储量的减少和人类倡导低碳型生活的开始，寻找新能源来代替化 石能源已成为全人类共同关注的课题。太阳能是世界上最丰富永久的能源之一，中 国的西北荒漠地带是世界级太阳能资源丰富区。从资源的合理开发利用来说，在内 蒙古自治区开发沙漠太阳能具有得天独厚的优势。太阳能热气流发电技术是大规模 开发利用太阳能资源的一条新途径，本身具有的设备简单、投资费用低、良好的环 境效应
5、等优点，再加上合理的设计规模，就可以实现良好的经济效益和社会效益。 本文以拟建的乌海沙漠太阳能热气流发电系统为研究背景对塔囱部分做了详细 的设计与研究。经作者对拟建电站地区的实地调研考察，得到该地区太阳能资源详 细的数据资料，其中该地区年辐射总量6 0 0 0 M J m 2 a ，最高气温4 0 2 ，年日照时数 为3 0 8 4 h 以上，它的日照时间和辐射强度条件非常适合建设太阳能热气流发电站。 由于在太阳能热气流发电系统中塔囱是关键部分之一，依靠塔囱的抽吸作用， 系统才能产生强大的气流，为电站提供热动力。而合理的塔囱高度和直径是实现电 站正常高效运行的必要条件。本文根据工程上塔囱的设计
6、思路结合太阳能热气流发 太阳能热气流发电系统塔囱建议设 学模型，从流体流动与传热过程的 应用C F D 软件进行数值模拟。模 计值做了比较，变化趋势与设计假 是模拟时没有考虑涡轮机和一些摩 在其它各参数固定不变的情况下， 明塔囱高度越大发电功率越大，直 合考虑，给出的乌海沙漠太阳能热 内蒙古科技大学硕士学位论文 A b s t r a c t W i t ht h er e d u c t i o no fw o r l d Se n e r g ya n dt h eb e g i n n i n go fl o wc a r b o nl i f e ，l o o k i n gf o r
7、 n e we n e r g yt or e p l a c et h en o r m a le n e r g yh a v eb e e nr e g a r d e da si m p o r t a n tt h e m e si ng l o b a l d e v e l o p m e n t S o l a re n e r g yi st h eo n eo ft h em o s ta b u n d a n c ea n dp e r m a n e n ti nt h ew o r l d T h en o r t h w e s td e s e r tr e g
8、 i o no fC h i n ai saw o r l d c l a s ss o l a re n e r g yr e s o u r c er i c ha r e a F r o m t h ea n g l eo fe x p l o i t i n ga n du t i l i z i n gr e s o u r c e s ，t h ed e v e l o p m e n to ft h es o l a ri n I n n e r M o n g o l i ar e g i o nh a st h eu n i q u ea d v a n t a g e S
9、o l a rc h i m n e yp o w e rp l a n ts y s t e mi s an e w w a yf o rt h ee x p l o i t a t i o na n du t i l i z a t i o no fs o l a re n e r g y I th a st h ea d v a n t a g e so fs i m p l e e q u i p m e n t ，l o wi n v e s t m e n ta n dg o o de n v i r o n m e n t a le f f e c t s F u r t h e
10、 r m o r e ，i t s r a t i o n a l d e s i g nC a na c h i e v et h ef a v o r a b l ee c o n o m i ca n ds o c i a lb e n e f i t s T h ea r t i c l ed e t a i l e dd e s i g n e da n dr e s e a r c h e dt h ec h i m n e yo fs o l a rc h i m n e yp o w e r p l a n ts y s l ：e mi nW u h a i O nm es p
11、 o tr e v i e wa n dr e s e a r c h ，t h et o t a la n n u a lr a d i a t i o n i s 6 0 0 0 M J m 2 a ，t h eh i 曲e s tt e m p e r a t u r ei s4 0 2 ，a n da n n u a ls u n s h i n et i m ei s3 0 8 4 h o u r so r m o r e T h ea n n u a ls u n s h i n et i m ea n dr a d i a t i o nc o n d i t i o n sa
12、r es u i t a b l ef o rs o l a rc h i m n e y p o w e rp l a n ts y s t e mc o n s t r u c t i o n A st h ec h i m n e yi sak e yp a r to ft h es o l a rp o w e rs y s t e m ，t h es y s t e mc a ng e n e r a t ea p o w e r f u la i r f l o wr e l y i n go nc h i m n e ye f f e c tf o rt h ep o w e r
13、p l a n tt op r o v i d et h e r m a lp o w e r A n dr e a s o n a b l et o w e rh e i g h ta n dd i a m e t e ro ft h ec h i n m e yi st h en e c e s s a r yc o n d i t i o n sf o r n o r m a la n de f f i c i e n tp o w e rp l a n to p e r a t i o n D e p e n do nt h ed e s i g ni d e a si nt h ee
14、 n g i n e e r i n g a n dt h ec h a r a c t e r i s t i c so ft h es y s t e mi t s e l f , t h eI n n e rM o n g o l i ad e s e r tt o w e rs o l a rc h i m n e y p o w e rs y s t e mi sd e s i g n e do f h e i g h to f1 0 0 m ，d i a m e t e ro f8 m ，t h es h a p e o fs t r a i g h ts h a p e A f
15、t e rd e s i g nv a l u ei Ss e t t l e d ，as u i t a b l en u m e r i c a lm o d e la b o u tt h ea i r f l o wi nt h es o l a r c h i m n e yp o w e rs y s t e mi se s t a b l i s h e d ，b yw h i c ht h ec o m m o n c o m m e r c i a lC F Di su s dt o s i m u l a t ei nt h es y s t e m A c c o r d
16、 i n gt ot h ea n a l y s i s ，t h er e s u l to fs i m u l a t i o nb a s i c a l l yf i tw i t h t h ed e s i g nv a l u e s M a i n l yb e c a u s et h ee f f e c to ft u r b i n e si si g n o r e d F i n a l l y ，i no r d e rt ov a l i d a t et h er a t i o n a l i t yo ft h ed e s i g nh e i g h ta n dd i a m e t e r , s e l e c ta d i f f e r e n tt o w e rh e i g h ta n dd i a m e t e ri nn u m e r i c a ls i m u l a t i o nw h e nt h eo t h e rp a r
