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1、读书报告四 川 大 学专业： 学生姓名： 学 号：完成时间：2019年9月17日顶管位置主要位于粉质粘土层，地下水位以下。开挖竖井过程中如出现异常地质情况，及时与设计单位联系，进行协商处理。施工前应与铁路供电段、电务段、通信段联系，首先探明铁路两侧施工范围内各种管线位置、埋深、并进行监护和防护。太阳能热发电太阳能概述太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。尽管太阳能辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能（约为)的二十二亿分之一，太阳能每秒钟照射到地球上的能量相当于500万吨煤。地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都来源于太阳；即使是地球上的化石燃料，（如煤、
2、石油、天然气等）从根本上说也是远古以来储存下来的太阳能。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染。但太阳能也有两个主要缺点：一是能流密度低；二是其温度受各种因素（季节、地点、气候等）的影响，不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。 目前，太阳能的利用有热能转换、电能转化、化学转化、氢能转化、生物质能转化和机械能转换等方式。太阳能发电 通过水或其他工质和装置将太阳能辐射能转换为电能的发电方式，称为太阳能发电。太阳能发电目前主要有两种基本途径：一种是先将太阳能辐射能转换为热能，然后再按照某种发电方式将热能转换为电能，即太阳能热发电；另一
3、种是通过光电器件直接将太阳能辐射能转换为电能，即太阳能光发电。太阳能热发电太阳能热发电技术可以分为两大类型：一类是利用太阳热能直接发电，如利用半导体材料或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热离子发电，碱金属的热电转换，以及磁流体发电等。其特点是发电装置本体无活动部件。另一类是太阳能热动力发电，利用太阳集热器将太阳能收集起来，加热水或其他工质，使之产生蒸汽，驱动热力发动机，再带动发电机发电；也就是说，先把热能转换成机械能，然后再把机械能转换为电能。本次研究的就是后者所需要用到的过程装备。1 太阳能热发电系统基本工作过程 所谓太阳能热发电，就是利用聚光集热器把太阳能聚集起来，将某种工质加热到
4、数百摄氏度的高温，然后经过热交换器产生高温高压的过热蒸汽，驱动汽轮机并带动发电机发电，从汽轮机出来的蒸汽，其压力和温度均已大为降低，经过冷凝器冷凝结成液体后，被重新泵回热交换器，又开始新的循环。由于太阳能的不稳定性，系统中必须配置蓄能装置，以便夜间或雨雪天时提供热能，保证连续供电。也可考虑组成太阳能与常规能源相结合的混合型发电系统，用常规能源补充太阳能的不足。（附太阳能热发电系统图） 从基本工作过程可以得知在其发电过程中，其核心过程装备为集热器、汽轮机和发电机。2 集热器 按进入采光口的太阳辐射是否改变方向，太阳集热器可分为聚光型集热器和非聚光型集热器两大类聚光型集热器是利用反射器、透镜或其他
5、化学器件将进入采光口的太阳辐射改变方向并会聚到吸热体上的太阳集热器 非聚光型集热器是进入采光口的太阳辐射不改变方向也不集中射到吸热体上的太阳集热器。其中吸热体表面基本上为平板形状的是平板型集热器。 一般以下的小功率装置，多为平板上集热器。有的装置为增加单位面积上的受光量，而外加反射镜。由于工作温度低，其系统效率一般在5%以下。对于在高温条件下工作的太阳能热发电系统来说，必须采用聚光集热装置来提高集热稳定，从而提高系统效率。聚光集热器主要有以下几种类型。（1） 复合抛物面反射镜聚焦集热器，需季节性调整。（2） 线聚焦集热器，常采用单轴跟踪的抛物柱面反射镜聚光。（3） 固定的多条槽型反射镜聚焦集热
6、装置和固定的半球面反射镜线聚焦集热装置，其吸热管都需跟踪活动。（4） 点聚焦方式，它提供了最大可能的聚光度，并且成像清晰，但需配置全跟踪机构。（5） 菲涅尔透镜，常用硬质或软质透明塑料模压而成，可做成长的线聚焦装置或圆的点聚焦装置。需相应配置单轴跟踪机构或全跟踪机构（6） 塔式聚光集热装置，它是大功率集中式太阳能热发电系统的主要聚光集热的结构方式。2.1 平板型集热器（简单介绍） 平板型集热器主要有吸热板、透明盖板、隔热层和外壳等几部分组成，如下图所示。 1-吸热板 2-透明盖板 3-隔热层 4-外壳2.1.1 吸热板吸热板是平板型集热器内吸收太阳辐射能并向传热工质传递热量的部件，其基本上是平
7、板形状。目前主要有四种结构形式：管板式、翼管式、扁盒式和蛇管式。在平板形状的吸热板上，通常都布置有排管和集管。排管是指吸热板纵向排列并构成流体通道的部件；集管是指吸热板上下两端横向连接若干根排管并构成流体通道的部件。2.1.2 其他透明盖板是平板型集热器中覆盖吸热板、并由透明（或半透明）材料组成的板状部件。目前其材料主要有两大类：平板玻璃和玻璃钢板。隔热层是集热器中抑制吸热板通过传导向周围环境散热的部件。外壳是集热器中保护及固定吸热板、透明盖板和隔热层的部件。2.2 聚光型集热器聚光集热去是利用太阳光线的反射将较大面积的太阳辐射聚集到较小面积的吸热层上，以提高对太阳能的吸收。主要有聚光器、吸收
8、器和跟踪系统三大部分组成。关键部件是聚光镜，作用是在吸热层上形成太阳像。2.2.1 聚光器构成聚光装置反射面的主要材料是反射镜面，如把铝或银蒸镀在玻璃上，或者蒸镀在聚四氟乙烯及聚酯树脂等膜片上。对于玻璃反射镜，可蒸镀在镜子的正面或反面。镀在正面，反射率高，没有光透过玻璃的损失，但不易保护，寿命较短。镀在反面，尽管由于阳光必须透过玻璃会引起一些损失，但镀层易保护，使用寿命较长。2.2.2 接收器 接收器的主要构成部件是吸收体。其形状有平面状、点状、线状，也有空腔结构。在吸收体表面往往覆盖选择性吸收面，如：经过化学处理的金属表面；由铝钼铝等类多层薄膜构成的表面；用等离子体喷射法在金属基体上喷镀特定
9、材料后所构成的表面等。它们对太阳光的吸收率e很高，而在吸收体表射率越小，接收器所能达到的温度越高。还可在包围吸收体的玻璃等的表面镀上一定厚度的钼、锡、钛等金属制成选择性透过膜。这种膜能使可见光区域的波长几乎全部透过，而对红外区域的波长则几乎完全反射。这样，吸收体吸收了太阳辐射并变成热能再以红外线辐射时，此膜即可将热损耗控制在最低限度。2.2.3 跟踪系统 为使聚光器、接收器发挥最大的效果，反射镜应配置跟踪太阳的跟踪机构。跟踪的方式，有反射镜可以绕一根轴转动的单轴跟踪，有反射镜可以绕两根轴转动的双轴跟踪。 实现跟踪的方法，有程序控制式和传感器式。 程序控制式，是预先用计算机计算并存储设置地点的太
10、阳运行规律，然后依据程序以预定的速度转动光学系统，使其跟踪太阳。传感器式，是用传感器测出太阳入射光的方向，通过步进电机等驱动机构调整反射镜的方向，以消除太阳方向同反射镜光轴间的偏差。几种聚光集热器的结构示意图 (a)锥形面集热器 （b)复合抛物面集热器； (c)球形面集热器； (d)条形面集热器； (e)菲涅耳反射镜集热器； (f)菲涅耳透镜集热器； (g)抛物柱面集热器； (h)塔式集热器2.2.4 聚光集热器的特点（1）可以将阳光聚在比价小的吸热面上，散热损失小，吸热效率高；（2）可以达到较高的温度；（3）利用廉价的反射器代替较贵的吸收器，可以降低造价约1/3；（4）因吸热管细小，时间常数
11、减小，响应速度快；（5）利用率比较高。（6）使用的防冻剂少3汽轮机 汽轮机是以水蒸气为工质，将蒸汽热能装换成转子旋转的机械能的动力机械，它具有单机功率大、效率高、转速高、运转平稳、单位功率制造成本低和使用寿命长等优点。汽轮机作为一种原动机,它是在18世纪末期出现的,尽管在此之前已有各种汽轮机的雏形,但从1890年瑞典工程师拉伐尔制造出第一台功率仅有5马力的汽轮机起,至今汽轮机制造业己有一百多年的历史。在这一百多年中,随着时间的推移,汽轮机制造业发展速度越来越快。3.1 汽轮机的基本工作原理 具有一定压力、温度的蒸汽，进入汽轮机，流过喷嘴并在喷嘴内膨胀获得很高的速度。高速流动的蒸汽流经汽轮机转子
12、上的动叶片做功，当动叶片为反动式时，蒸汽在动叶中发生膨胀产生的反动力亦使动叶片做功，动叶带动汽轮机转子，按一定的速度均匀转动。这就是汽轮机最基本的工作原理。从能量转换的角度讲，蒸汽的热能在喷嘴内转换为汽流动能，动叶片又将动能转换为机械能，反动式叶片，蒸汽在动叶膨胀部分，直接由热能转换成机械能。故依其做功原理的不同，可将汽轮机分为冲动式汽轮机和反动式汽轮机两种类型（有的还把混合式算作了一种）。 冲动式汽轮机指蒸汽主要在喷嘴中进行膨胀，在动叶片中蒸汽不再膨胀或膨胀很少，而主要是改变流动方向。现代冲动式汽轮机各级均具有一定的反动度，即蒸汽在动叶片中也发生很小一部分膨胀，从而使汽流得到一定的加速作用，
13、但仍算作冲动式汽轮机。 反动式汽轮机是指蒸汽在喷嘴和动叶中的膨胀程度基本相同。此时动叶片不仅受到由于汽流冲击而引起的作用力，而且受到因蒸汽在叶片中膨胀加速而引起的反作用力。由于动叶片进出口蒸汽存在较大压差，所以与冲动式汽轮机相比，反动式汽轮机轴向推力较大。因此一般都装平衡盘以平衡轴向推力。 汽轮机的转子与发电机转子是用联轴器连接起来的，汽轮机转子以一定速度转动时，发电机转子也跟着转动，由于电磁感应的作用，发电机静子线圈中产生电流，通过变电配电设备向用户供电。3.2 汽轮机的基本结构 汽轮机由转动部分和静止部分两个方面组成。转子包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等。静子包括进汽部分、汽 缸、隔板和静
14、叶栅、汽封及轴承等。3.2.1 转子 转子是由合金钢锻件整体加工出来的。在高压转子调速器端用刚性联轴器与一根长轴连接，此节上轴上装有主油泵和超速跳闸机构。 套装转子：叶轮等部件加工好后“红套”在主轴上。 整锻转子：将叶轮等部件与主轴一起锻造加工而成。 焊接转子：由若干个叶轮和两个端轴拼焊而成。组合转子：由整锻结构和套装结构组合而成，兼有两种转子的优点。3.2.2 气缸汽缸是汽轮机的外壳，其作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开，形成封闭的汽室，保证蒸汽在汽轮机内部完成能量的转换过程，汽缸内安装着喷嘴室、隔板、隔板套等零部件；汽缸外连接着进汽、排汽、抽汽等管道。汽缸的高、中压段一般采用合金钢或碳钢铸
15、造结构，低压段可根据容量和结构要求，采用铸造结构或由简单铸件、型钢及钢板焊接的焊接结构。3.2.3 联轴器联轴器用来连接汽轮机各个转子以及发电机转子，并将汽轮机的扭矩传给发电机。现代汽轮机常用的联轴器常用三种形式：刚性联轴器，半挠性联轴器和挠性联轴器。3.2.4 动叶片动叶片是在汽轮机工作过程中随汽轮机一起转动的叶片，安装在转子叶轮或转鼓上，接受喷嘴叶栅射出的高速气流，把蒸汽的动能转换成机械能，使转子旋转。叶片一般由叶型、叶根和叶顶三个部分组成。 叶顶是汽流通道的上表面，并通过围带的不同结构起到调整叶片频率作用。包括在叶顶处将叶片连接成组的围带和在叶型部分将叶片连接在成组的拉金。 叶型是叶片的工作部分，相邻叶片的叶型部分之间构成汽流通道，蒸汽流过时将动能转换成机械能。按叶型部分横截面的变化规律，叶片可以分为等截面直叶片、变截面直叶片、扭叶片、弯扭叶片。叶根是将叶片固定在叶轮或转鼓上的连接部分。它应保证在任何运行条件下的连接牢固，同时力求制造简单、装配方便。4 太阳能热发电系统基本类型 自从1950年原苏联设计建造了世界第一座塔式太阳能热发电小型试验装置和1976年法国在
