管道连接 |
||
1 |
流体进口 |
|
2 |
流体出口 |
|
3 |
限值进口 |
|
4 |
逻辑出口 |
太阳场模型可用于模拟整个太阳场的性能。场的大小由集热器的数量 NCOLL 和集热器模型的数据决定。计算方法与集热器组件 113 中的计算方法几乎相同。额外的项可用于描述场内的过程种类以及相互连接和集管的热损失。与集热器组件相比,这里不提供基于压力损失的计算,因为压力损失在很大程度上取决于现场的详细布局,这最终是一个经济指标。用户可以将集热器器组件 113 与集管组件 114 和 115 结合起来使用,以确定特定领域的设计压力损失。
与组件 113(槽式聚焦太阳能集热器)的情况一样,对计算热损失的多项式进行了扩展,并且还增加了一个 QEFF 的逻辑出口。
FPROC |
工艺类型 如父工况(子工况为可选项) 表达式 =0: 感应式(液体或气体) =1: 预热和蒸发 =2: 预热、蒸发和过热 |
FSPEC |
计算方法 如父工况(子工况为可选项) 表达式 =0: 预先定义质量流量,计算出口状态 =1: 预先定义出口状态,计算所需质量流量 |
COLSET |
采集器组负荷 |
FTYPE |
采集器类型 如父工况(子工况为可选项) 表达式 =0: 抛物线槽 =1: 线性菲涅尔 |
LENGTH |
采集器模块的总长度 |
AWIDTH |
采集器模块的总孔径宽度 |
NRATIO |
有效反射面积与集热器总面积之比,由 LENGTH * AWIDTH 给出 |
LFOCAL |
集热器的焦距(抛物线槽) / 吸收器管在镜面上的高度(线性菲涅尔)(用于计算内损耗) |
ROWDIST |
两排平行集热器的轴线距离(用于遮阳计算) |
CDIST |
两个串联的集热器之间的距离
(用于计算终端收益,如果 FELOSS = 2...4) |
CAZIM |
采集器方位角:收集器正轴的方向。朝北 = 0°,朝东为正 |
CSLOP |
采集器轴线斜度:采集器轴线与水平面之间的角度(如果 FSPHI = 2,用于计算入射角和横向角) |
NCOLL |
场内集热器单元的数量 |
FMODE |
计算模式的标志 如父工况(子工况为可选项) 表达式 = 0: 全局 = 1: 局部非设计(即总是非设计模式,即使在全局进行了设计计算) = -1: 局部设计 |
DP12N |
标称压力损失 |
FDP12PL |
部分负荷压力损失的计算方法 如父工况(子工况为可选项) 表达式 =0: 取决于质量流量 =1: 取决于质量和体积流量 =2: 标称值不变(根据 FDP12N 计算) =3: 基于模型的计算 =4: 适配函数 EDP12PL
指数值选择与组件 113 (太阳能集热器)一致 |
DPSHN |
过热器的标称压力损失(仅当 FPROCC = 2 时) |
EDP12PL |
对于 FDP12PL = 4 的适配函数,部分负荷压降与标称压降的关系。 |
FOPT0 |
峰值光学效率(与净孔径面积 LENGTH * AWIDTH * NRATIO 相关) |
CLEANI |
镜面的清洁度为实际反射率与 FOPT0 假设的标称反射率之比(标准值为 1,表示镜面清洁) |
AVAIL |
当前场的可用性 |
CORSHAD |
调整遮阳模型结果的系数(1 = 不校正模型) |
FELOSS |
计算光学末端损失和末端增益的方法 如父工况(子工况为可选项) 表达式 =0: 不考虑光学末端损失(也不考虑末端增益) =1: 根据模型和调节系数 CORELOS 考虑末端损耗 =4: 根据模型考虑集热器两侧的末端损失和末端增益并且使用调整系数 CORELOS 和 COREGAI (选择指数 4 以保持与组件 113 一致) |
CORELOS |
调整由末端损耗模型计算的光末端损耗的系数(1 = 不修正模型) |
COREGAI |
调整从末端增益模型计算的光末端增益的系数(1 = 不修正模型) |
FWIND |
调整风影响的系数(1 = 无修正) 如父工况(子工况为可选项) 表达式 =0: 由系数 CORWIND 给定 =1: 适配函数 EWIND |
CORWIND |
描述风对光学性能影响的系数(1 = 无影响或受 EWIND 影响) |
EWIND |
对于 FWIND = 1,风影响适配函数:结果:0..., 默认 0. |
XEVAP |
蒸发器出口处的蒸汽份额(如果选择 FPRC = 2,则用于接收器热损失计算) |
FPIPELOSS |
互连管道和集管的热损失模型 如父工况(子工况为可选项) 表达式 =0: 由参数 PIPELOSS 定义的恒定值 =1: 取决于温度(标称状态由参数 PIPELOSS 给定) =2: 由适配函数 EPIPELOSS 定义 |
PIPELOSS |
除接收器外,所有太阳能场管道的标称热损失(指净孔径面积) |
EPIPELOSS |
对于 FPIPELOSS = 2 的管道热损失的适配函数。结果:W/m**2 |
如果在 FLIMITS(= 0)中选择按规格值定义,则使用功率限制的规格值。否则(FLIMITS = 1),相应的值从管道 3 读取。
FLIMIT |
限制功率的方法 如父工况(子工况为可选项) 表达式 =0: 预设聚焦状态(FOCUS) =1: 质量流量的限制(M2MIN, M2MAX)--仅在选择质量流量计算时使用(FSPEC = 1) =2: 热功率限制 (QMAX) - 仅在选择质量流量计算时使用 (FSPEC = 1) =3: 出口温度的限制(T2MAX)--仅在选择出口状态计算时使用(FSPEC = 0) =4: 出口比焓的限制(H2MAX)-仅在选择出口状态计算时使用(FSPEC = 0) =5: 出口蒸汽份额的限制(X2MAX)--仅在选择出口状态计算(FSPEC = 0)与蒸发过程(FPRC = 1)相结合时使用 |
FLIMITS |
定义限值的方法 如父工况(子工况为可选项) 表达式 =0: 限值由一个规格值定义。根据 FLIMIT 的选择,为 FOCUS、M2MAX、QMAX、T2MAX、H2MAX 或 X2MAX =1: 限值是由端口 3 的逻辑线定义的。FLIMIT 的选择决定了哪种属性被使用:
|
FOCUS |
采集器的聚焦状态(0 = 不聚焦,1 = 聚焦,线性介于两者之间,在 FLIMIT = 0 时使用) |
M2MIN |
最小质量流量(在 FSPEC = 1 和 FLIMIT = 1 时使用) |
M2MAX |
最大质量流量(在 FSPEC = 1 和 FLIMIT = 1 时使用) |
QMAX |
场的最大热功率(在 FSPEC = 1 和 FLIMIT = 2 时使用) |
T2MAX |
最大出口温度(在 FSPEC = 0 和 FLIMIT = 3 以及 FPROC = 0 / 2 时使用) |
H2MAX |
最大出口比焓(在 FSPEC = 0 和 FLIMIT = 4 时使用) |
X2MAX |
最大出口蒸汽份额(在 FSPEC = 0,FLIMIT = 3,FPROC = 1时使用) |
FSPHI |
入射角和横向角的定义 如父工况(子工况为可选项) 表达式 =0: 由参数 PHIINC 和 PHITRAN 给定 =1: 入射角和横向角取自通过带指数 ISUN 的上级太阳组件计算 =2: 根据集热器方向(由参数 CAZIM 和 CSLOP 给定)和太阳位置计算出的入射角和横向角,太阳位置从上级太阳组件的 ISUN 指数获得。 |
PHIINC |
入射角度预设(如果 FSPHI = 0,则使用此值) |
PHITRAN |
横向角度预设(如果 FSPHI = 0,则使用此值) |
FSDNI |
直接法线辐照度的定义 如父工况(子工况为可选项) 表达式 =0: 由参数 DNI 给定 =1: 取自指数为 ISUN 的上级太阳组件 |
DNI |
直接法线辐照度(如果 FSDNI = 0,则使用此值) |
FSTAMB |
环境温度的定义 如父工况(子工况为可选项) 表达式 =0: 由参数 TAMB 给定 =1: 从带有指数 ISUN 的上级太阳组件中获取 |
TAMB |
环境温度(如果 FSAMB = 0,则使用此值) |
FSWIND |
风速和风向的定义 如父工况(子工况为可选项) 表达式 =0: 由参数 VWIND 和 AWIND 给定 =1: 取自带指数 ISUN 的上级太阳组件 |
VWIND |
风速(> 0,如果 FSWIND = 0,则使用此值) |
AWIND |
风向(从南到北 = 0°,东向为正,数值范围为 0...360°,如果 FSWIND = 0 则使用此值) |
ISUN |
参考太阳数据组件的指数(组件 117) |
FIAM |
入射角校正的计算方法 如父工况(子工况为可选项) 表达式 =0: 标准多项式 =1: EPHIINC 和 EPHITRAN 中定义的适配函数 =2: CIAMINC 和 CIAMTRAN 给出的基于表格的数值 |
IAMLA |
标准表达式的系数(纵向) |
IAML0 |
标准表达式的系数(纵向) |
IAML1 |
标准表达式的系数(纵向) |
IAML2 |
标准表达式的系数(纵向) |
IAML3 |
标准表达式的系数(纵向) |
IAML4 |
标准表达式的系数(纵向) |
IAML5 |
标准表达式的系数(纵向) |
IAMLCOS |
标准表达式的系数(纵向) |
IAMT0 |
标准表达式的系数(横向) |
IAMT1 |
标准表达式的系数(横向) |
IAMT2 |
标准表达式的系数(横向) |
IAMT3 |
标准表达式的系数(横向) |
IAMT4 |
标准表达式的系数(横向) |
IAMT5 |
标准表达式的系数(横向) |
IAMTCOS |
标准表达式的系数(横向) |
EPHIINC |
FIAM = 1 时,入射角的适配函数。结果:0...90° |
EPHITRAN |
FIAM = 1 时,横向角度适配函数。结果:0...90° 或 270°...360° |
FQLOSS |
热损失的计算方法 如父工况(子工况为可选项) 表达式 =0: 标准多项式 =1: EQLOSS 中定义的适配函数 =2: QLOSSA 和 QLOSSB 给出的基于表格的数值 |
QLOSSA0 |
热损失表达式的系数(不依赖于 DNI)(dT 中的常数项) |
QLOSSA1 |
热损失表达式的系数(不依赖于 DNI)(dT 中的线性项) |
QLOSSA2 |
热损失表达式的系数(不依赖于 DNI)(dT 中的 ^2 项) (对于 FQLOSS = 0) |
QLOSSA3 |
热损失表达式的系数(不依赖于 DNI)(dT 中的 ^3 项) |
QLOSSA4 |
热损失表达式的系数(不依赖于 DNI)(dT 中的 ^4 项) |
QLOSSB0 |
热损失表达式的系数(依赖于 DNI)(dT 中的常数项) |
QLOSSB1 |
热损失表达式的系数(依赖于 DNI)(dT 中的线性项) |
QLOSSB2 |
热损失表达式的系数(依赖于 DNI)(dT 中的 ^2 项) |
QLOSSC1 |
热损失表达式的系数(不依赖于 DNI)(T 中的线性项) |
QLOSSC2 |
热损失表达式的系数(不依赖于 DNI)(T 中的 ^2 项) |
QLOSSC3 |
热损失表达式的系数(不依赖于 DNI)(T 中的 ^3 项) |
QLOSSC4 |
热损失表达式的系数(不依赖于 DNI)(T 中的 ^4 项) |
QLOSSD1 |
热损失表达式的系数(依赖于 DNI)(T 中的线性项) |
QLOSSD2 |
热损失表达式的系数(依赖于 DNI)(T 中的 ^2 项) |
EQLOSS |
对于 FQLOSS = 1 接收器热损失的适配函数。结果:[W/m] |
M1N |
质量流量(标称) |
VREFN |
参考点的比容(标称) |
T1N |
进口温度(标称) |
T2N |
出口温度(标称) |
标记为蓝色的数值是非设计计算参考量。在所使用的公式中,实际的非设计值参考这些量。
一般来说,所有的输入需要可见。通常会提供默认值。
更多关于输入域的颜色和描述的信息,请参见编辑组件\规格值。
关于设计值与非设计值以及标称值的更多信息,请参见通用\接受标称值。
RDNI |
用于计算的直接法线辐照度 |
RSHEIGHT |
用于计算的太阳高度角 |
RSAZIM |
用于计算的太阳方位角 |
RPHIINC |
用于计算的入射角 |
RPHITRAN |
用于计算的横向角度 |
ETAOPT |
光学效率 RFOCUS * QSOLAR / (DNI * ANET) |
ETATHERM |
热效率 QEFF / RFOCUS * QSOLAR |
ETAFIELD |
场效率 ETAOPT * ETATHERM |
QSOLAR |
吸收器上的太阳能 |
QLOSS |
吸收器的热损失 |
QPIPE |
场内管道的热损失 |
QEFF |
流体吸收的热量 |
QAVAIL |
可用的热量输入 |
RFOCUS |
用于计算的聚焦状态 |
AGROSS |
总孔径面积 |
ANETCOLL |
一个集热器的净孔径面积 |
ANET |
总净孔径面积 |
QASOLAR |
特定面积的太阳能热量 QSOLAR / ANET |
QALOSS |
特定面积的接收器热量损失 QLOSS / ANET |
QAPIPE |
特定面积的管道损失 QPIPE / ANET |
QAEFF |
特定面积的有效热量 QEFF / ANET |
QLSOLAR |
特定长度的太阳能热量 QSOLAR / (LENGTH * NCOLL) |
QLLOSS |
特定长度的接收器热量损失 QLOSS / (LENGTH * NCOLL) |
QLPIPE |
特定长度的管道损失 QPIPE / (LENGTH * NCOLL) |
QLEFF |
特定长度的有效热量 QEFF / (LENGTH * NCOLL) |
KIA |
入射角修改器 |
KIAINC |
入射角修改器(纵向部分) |
KIATRAN |
入射角修改器(横向部分) |
ETASHAD |
遮光效率 |
ETAENDL |
终端损失效率 |
ETASPILL |
溢出效率 |
DP12 |
收集器上的压力损失 |
DPSH |
过热器压力损失 |
RVWIND |
计算中使用的风速 |
RAWIND |
计算中使用的风向 |
RTAMB |
计算中使用的环境温度 |
RPH |
预热份额 |
REV |
预热份额 |
RSH |
过热份额 |
用户必须在两种原理计算模式(FSPEC)中进行选择
输入流体的热量由
M1*(H2-H1) = QEFF .
给出。该方程用于抛物槽和线性菲涅尔集热器场和所有类型的过程(显性或潜性/显性)。可用的热量输入 QAVAIL 取决于太阳能热量输入 QSOLAR 和接收器的热损失 QLOSS 以及场管道热损失 QPIPE
QAVAIL = QSOLAR - QLOSS - QPIPE .
由于消耗热量的容量有限,太阳能场往往不会利用所有可用的太阳能。部分太阳能场会出现失焦现象。因此,在太阳能场中产生的有效热量会因为偏焦的集热器损失而减少一部分。
QEFF = QSOLAR * RFOCUS - QLOSS - QPIPE
其中 RFOCUS 是集热场的实际聚焦状态。该值由选定的功率限制方法 FLIMIT 决定,并在单独段落中描述。假设尽管场的部分领域没有被聚焦,热损失也是存在的。
太阳能输入 QSOLAR 由以下公式决定
QSOLAR = DNI * ANET * FOPT_0 * KIA * ETASHAD * ETAENDL * ETASPILL * ETA_CLEAN * AVAIL
其中:
DNI 直接法线辐照度,单位:W/m**2
ANET 净孔径面积 ANET = NCOLL * LENGTH * AWIDTH * NRATIO
FOPT_0 峰值光学效率(参数 FOPT0)
KIA 入射角校正(已包括余弦损失)
ETASHAD 用于包括遮光损失的系数
ETAENDL 用于修正由模型确定的端部损失效应的系数
ETASPILL 用于包括由于风的影响造成的光学损失的系数
ETA_CLEAN 用于包括由于风的影响造成的光学损失的系数
AVAIL 场的可用性
与组件 113(槽式聚焦太阳能集热器)相比,该方程不包含 FOCUS 参数,因为聚焦影响在其他点定义。此外,应用了AVAIL。
集热器对环境的热损失是根据特定长度的热损失 qloss 计算的
QLOSS = qloss * LENGTH * NCOLL
下一节中提供了计算这些项应用的方法。
收集器的性能取决于下面的乘积
FOPT0 * LENGTH * AWIDTH * NRATIO .
由于在文献中发现的性能数据没有一个明确的结构,请确保 FOPT0 总是与相应的参考区域一起使用。这可以是由 LENGTH * AWIDTH 算出的总面积,或由 NRATIO 系数减去的净面积。如果把毛面积作为参考值,NRATIO 应该等于 1 以得到正确的结果。
对于线性菲涅尔系统,AWIDTH 被认为是集热器系统的宽度。由于是面状结构,NRATIO 被用来定义净孔径面积。制造商可以选择将净孔径面积定义为所有切面都看向天顶时的面积,或者定义为垂直照射时的投影面积。为了获得正确的结果,光圈面积的定义应该与峰值光学效率值和入射角校正值 KIA 一致。
对于线性菲涅尔系统,由于这些系统的特殊光学原理,在垂直辐照度下可能无法达到峰值光学效率。用户可以选择两种定义参数的方式:
峰值光学效率 FOPT0 描述基于以下假设时,集热器的光学效率。
对这个理想参考点的偏离可用减少可用热量的因数来描述。以下是对这些因数的说明。
在太阳非垂直入射的情况下,由于集热器结构元素的遮挡、反射太阳光的较长光路以及与角度有关的反射镜和吸收管的光学特征,会产生额外的损失。这些光学效应在入射角校正 KIA 中进行汇总。请注意,这个系数已经包括了抛物线槽式集热器的余弦损失,以使其与线性菲涅尔系统的方法相同。
对于抛物线槽系统,KIA = KIAINC(RPHIINC),
对于线性菲涅尔系统,KIA = KIAINC(RPHIINC) * KIATRAN(RPHITRAN),
(其中 RPHITRAN=abs(PHITRAN))
用户有三个选项来指定 RPHIINC、RPHITRAN 以及 KIAINC 和 KIATRAN 之间的关系,这些选项由标志 FSPHI 来选择。
KIAINC = ( 1-IAMLA+IAMLA*cos(RPHIINC) ) * (IAMLCOS*cos(RPHIINC) + IAMLO + IAML1*RPHIINC + IAML2*RPHIINC**2 + IAML3*RPHIINC**3 + IAML4*RPHIINC**4 + IAML5*RPHIINC**5 )
这个函数结构的选择可以代表通用文献中的常见公式。如果要描述基于多项式的入射角校正关系,而其中不包括入射角的余弦,则第一个括号内的项是必要的。
KIAINC = IAMLO + IAML1*RPHIINC + IAML2*RPHIINC**2 + IAML3*RPHIINC**3 + IAML4*RPHIINC**4 + IAML5*RPHIINC**5
KIATRAN = IAMTO + IAMT1*RPHITRAN + IAMT2*RPHITRAN**2 + IAMT3*RPHITRAN**3 + IAMT4*RPHITRAN**4 + IAMT5*RPHITRAN**5
在所有情况下,函数的结果都最小值被限制为 0。当使用适配函数或基于表格的方法时,一定要检查 RPHIINC、RPHITRAN 的单位(deg 或 rad)是否与指定的值相符。
如果太阳在地平线附近,平行的集热器行会相互遮挡。这种影响通过项 ETASHAD 来考虑,它是根据抛物面槽系统的轨道角(=横向角度)的几何关系来计算的。
ETASHAD=1 - min(1, CORSHAD * max( 0,1- ROWDIST * cos(RPHITRAN) / AWIDTH ) )
项 min(...)描述在不发生遮挡的情况下,可用能量的减少作为可用能量的份额占比。如果太阳在地平线以上,该项等于 0 且 ETASHAD 为 1。用户可以通过调整系数 CORSHAD 来调整基于模型的遮挡效果。
上面的计算假设每个集热器行的两边都有一个相邻的行。在一个真实的太阳能场中,这在边界上是不真实的。因此,通过选择一个小于 1 的 CORSHAD 值,可以稍微减少遮阳损失。
在入射角 < > 0的情况下,集热器两端的部分反射太阳光没有击中吸收器管。这种效应被称为光端损失,它是入射角 RPHIINC 的函数。如果下一个集热器被安排在同一轴线上,那么一个集热器损失的太阳光可以击中下一个集热器的吸收管。因此,一部分损失的热量可以被重新获得。这种效应被称为光端增益。由于一个集热器可以在一侧或两侧有一个相应的相邻集热器,有效的末端增益取决于集热器在场里的位置。用户可以指定在采集器的哪一端可以获得末端增益。末端增益总是小于末端损失。标志 FELOSS 定义了处理末端效应的方式:
末端损失效应 ETA_ELOS 是根据公式计算的
ETA_ELOS =1
- CORELOS * min(1, kel * LFOCAL/LENGTH * tan(RPHIINC) )
+ COREGAI * max( 0, keg*min(1, kel * LFOCAL/LENGTH * tan(RPHIINC) ) - CDIST/LENGTH )
其中带 CORELOS 的项代表末端损失,带 COREGAI 的项代表末端收益。参数 CORELOS 和 COREGAI 是默认值为 1 的调节系数,它们对计算出的效果进行修正。kel 和 keg 的值是用来概括用户在标志 FELOSS 中的选择:
对于基于FELOSS= 2,3 的计算,需要太阳位置参数(方位角 SAZIM)来确定相对于集热器的太阳位置。太阳位置必须由指数为 ISUN 的太阳模型提供。对于其它选项,计算终端损失时不需要太阳位置。
如果 CORELOS 等于1,则在场内的每个集热器上都会产生终端收益。这对于数量无限小的集热器和所有的集热器沿一个单一轴线串联排列的情况来说是真实的。对于一个更真实的太阳能场,例如一排有四个集热器回路且四个集热器呈 U 型排列,只能在三个集热器中的两个获得末端增益。因此,用户应该指定 COREGAI = 0.5 。如果需要超出这个"太阳场布置"系数的额外修正,可以进一步减少 COREGAI。
在风负荷下,集热器结构会变形,从而降低光学效率。这种影响用 ETASPILL 系数来表示。这里不包括溢出效应的模型或标准陈述,关于这种效应的数据十分稀少。用户有两种选择可能性:
相对于理想的清洁状态,镜子的实际清洁度可以通过参数 CLEANI 来指定,这样的话 ETA_CLEAN = CLEANI。
该系数旨在涵盖用户定义的场的可用性,这可能是由设备更新或长期退化造成的。
由于导热流体和环境空气之间的温度差,场的集热器会出现热损失。热损失被假定为只取决于温差。与集热器组件 113 相比,沿场的温差可能很大,温度曲线可能不是线性的(对于由 FPROC = 1 或 2 给出的蒸发过程)。因此,太阳场模型使用一些节点来评估接收器的热损失。节点的热损失是根据组件 113 中描述的方法计算的。在下面的章节中,将描述三种过程类型的计算方法。
由于计算 QSOLAR 的方法稍有修改(附加项 AVAIL,对 FOCUS 的处理),所以调整了 r_opt 的公式。
r_opt = KIA * RFOCUS * ETASHAD * ETAENDL * ETASPILL * ETA_CLEAN * AVAIL .
为了涵盖所有的失焦情况(标志 FLIMIT),项 RFOCUS 被用来代替 FOCUS。
由于温度曲线几乎是线性的,热损失是在三个节点计算的:
请注意,P1 和 H1 是进口处的管道值,T_1(带空格)是模型的内部变量。然后,热损失被计算为加权平均值
QLOSS = NCOLL * LENGTH * ( 0.25*qloss(T_1)+0.5*qloss(T_2)+0.25*qloss(T_3) )
长度特定的热损失 qloss 通过在组件 113 中描述的方法之一得到。
温度曲线由预热(PH)和蒸发(EV)两部分组成。根据进口条件、所选参数和环境条件,这两部分的比例可能不同。三个温度节点被用来计算热损失:
然后,热损失被计算为一个加权平均值
QLOSS / (NCOLL * LENGTH) = RPH*0.5*( qloss(T_1)+qloss(T_2) ) + REV*0.5*( qloss(T_2)+qloss(T_3) ) .
两个分段的长度以及加权系数都是通过热平衡计算出来的,假设沿行的热损失不变
RPH=( HS(P1) - H1 ) / ( H2 - H1)
REV=( H2 - HS(P1) ) / ( H2 - H1) .
FPROC = 1 的模型假定是单次通过的配置。如果考虑再循环,用户必须在太阳场周围增加相应的组件。
与 FPROC = 1 相比,增加了一个用于过热的额外分段。该段由两个额外的温度节点建模,节点列表为:
与 FPROC = 1 不同,这个模型已包含了一个再循环。因此,进入场内的有效进口温度不仅取决于水的焓值 H1,而且还取决于场出口处定义为蒸汽份额 XEVAP 的再循环率。通过这些温度节点,热损失被计算为加权平均值
QLOSS / (NCOLL * LENGTH) = RPH*0.5*( qloss(T_1)+qloss(T_2) )
+ REV*0.5*( qloss(T_2)+qloss(T_3) )
+ RSH*0.25*(qloss(T_3)+2*qloss(T_4)+qloss(T_5) ) .
三个分段的长度以及加权系数是通过热平衡计算出来的,该热平衡假设沿行的热损失不变
RPH=( HS(P1) - H1 ) / ( H2 - H1)
REV=( HSS(P_SEP) - HS(P1) ) / ( H2 - H1)
RSH=( H2 - HSS(P_SEP) ) / ( H2 - H1) .
该公式使用了蒸发段和过热段之间相分离器的压力 P_SEP 以及沸水 HS 和冷凝蒸汽 HSS 的比焓。在 XEVAP 被用户定义为 0 时,模拟的是没有相分离器的单次通过配置。
除了接收管的热损失外,两个集热器之间的管道和集管也会有热损失。准确计算这些热损失需要详细的管道布局,管道布局需综合考虑技术性和经济性。在 EBSILONProfessional 中,用户有三个选项可以通过标志 FPIPELOSS 来指定管道系统的热损失:
请注意,热损失是以净光圈面积计算的。由于集管通常在热损失中占主导地位,因此在计算部分负荷时使用进口和出口温度 T1 和 T2。如果是带有再循环以及蒸发器与过热器之间附加集管的直接蒸汽发电站,计算实际部分负荷的方法可能略有不同。
由于一天中和一年中有效太阳辐射的强烈变化,太阳能场的设计尺寸往往过大。在一年中的某些时间里,它们能够产生的热量超过了存储和动力模块所能需的热量。在这种情况下,部分集热器被移离聚焦区,以减少输入的功率。用户有几种可能通过标志 FLIMIT 来覆盖这种影响。
如选择出口状态计算(FSPEC = 0),选项为
如选择质量流量计算(FSPEC = 1)
限值 FOCUS、T2MAX、H2MAX、X2MAX、M2MAX 和 QMAX 可以由规格值(FLIMITS = 0)或通过逻辑线"3"提供。
一些效率值对于评估场性能是很有用的。光效率被定义为可用的太阳辐射和经过光损失后的剩余辐射之间的比率
ETAOPT = RFOCUS * QSOLAR / (DNI * ANET) .
注意,这个效率与余弦校正的辐照度无关,以便能得到一个与其它类型技术(如太阳能塔系统)有可比性的定义。如果所有的修正项都等于 1,ETAOPT = FOPT0。热效率提供与可用能量相比的热损失信息。
ETATHERM = QEFF / RFOCUS * QSOLAR .
在没有热损失的情况下,热效率为 1。最后,总体效率由以下公式给出
ETAFIELD = QEFF / (DNI * LENGTH * AWIDTH * NCOLL) = ETAOPT * ETATHERM .
用户必须指定场的标称压力损失 DP12N。如果选择的是带过热的直接蒸汽发电设备(FPRC = 2),则必须定义过热器上的额外压力损失 DPSHN。这个压降被用来计算蒸发和过热段之间的压力 P_SEP = P2-DPSH。P_SEP 的额外压力节点用于更好地描述蒸发器中的接收器热损失,而它直接取决于那里的压力水平。
对于部分负荷压力损失的计算,用户有以下选择:
选择的部分负荷行为同时适用于总压降 DP12 和过热器压降 DPSH。
CIAMINC: 入射角度修正器(纵向)
修正系数 = f(PHIINC)
CIAMTRAN: 入射角修正器(横向)
修正系数 = f(PHITRAN)
CQLOSSA: 热损失(dT)
热损失 = f(dT)
CQLOSSB: 热损失(dT)/ DNI
热损失 = f(dT) / DNI
显示选项 1 |
点击 >> 组件 116 示例 << 加载示例。