[发明专利]改善槽式太阳能热发电系统集热器流量分配均匀性的方法

摘要

本发明公开了属于太阳能热利用的技术领域的一种改善槽式太阳能热发电系统集热器并联管道间流量分配均匀性的方法，本方法根据槽式太阳能热发电系统中直接蒸汽发生系统的结构特点，建立具有相同进出口联箱的并联管道物理模型和单根管内单相区和两相区流动的压降计算模型；计算单根管道内的沿程压降，得到压降随流量大小的变化关系曲线，并通过双管分析，判断造成流量分配不均的原因；分别在各并联分支管入口未受热处安装节流管圈，节流管通径的大小由具体运行条件决定。本发明由于加装节流管圈而导致流动阻力特性的改变，抵消了气液两相区因蒸汽的产生所造成的压增，实现了流量的均匀分配，该装置安全性高，结构简单，造价低廉，实用性强。

主权项

一种改善槽式太阳能热发电系统集热器流量分配均匀性的方法，其特征在于，根据槽式太阳能热发电系统中直接蒸汽发生系统的结构特点，建立具有相同进出口联箱的并联管道物理模型，根据管道出口工质状态，可将管内流动分为三个区域：热液区、两相区和过热区；具体包括如下步骤： 步骤1，以此并联管道物理模型为基础建立单管内单项区和两相区流动压降计算模型，具体包括如下步骤： 1.1，建立气液两相流动量平衡方程； 建立气液两相流动量平衡方程： 其中，A为管径，αL和αG分别表示液相和气相截面含气率，ρL和ρG分别表示液相和气相的密度，uL和uG分别表示液相和气相的流速，τ为剪切应力，s为液层与壁面的滑移面积；表示时间变化率，表示沿管长的变化率；1.2，对动量平衡方程进行积分，并用质量流量，质量含气率，滑动比表示，建立总压降方程； 1.3，根据管道出口工质状态，可将管内流动分为三个区域：热液区、两相区和过热区；分别计算三个区域中的摩擦阻力压降、重位压降和加速压降，代入总压降方程； 1.4，计算管道入口未加热处的节流管圈所产生的压降，建立新的总压降方程； 步骤2，通过改变节流管圈通流口径来消除水动力特性曲线负斜率区的影响，节流管圈应安装在管道入口且未受热处，节流管圈通流口径的大小取决于运行工况；在该工况下运行的节流管圈开度应满足使得到的水动力特性曲线两相区斜率大于0； 步骤3，根据步骤2中所述改变节流管圈通流口径来消除水动力特性曲线负斜率区的影响是通过改变节流管圈通流口径，调整局部阻力系数来消除水动力特 性曲线负斜率区的影响，使流量稳定和单值分配；其中，节流管圈通流口径的大小取决于DSG系统不同运行工况下水动力特性曲线负斜率区的范围；在该工况范围内运行的节流管圈通径大小应满足使得到的流量‑压降特性曲线两相区斜率大于0，呈现出DSG系统的水动力特性曲线的单值性。