国际合作项目启动会20140519

1、国家国际科技合作专项国家国际科技合作专项2一、项目概述一、项目概述二、项目研究内容二、项目研究内容三、项目预期目标三、项目预期目标四、任务分工四、任务分工3一、项目概述一、项目概述n项目执行期：项目执行期：2014.4 2017.4n项目总经费：项目总经费：399万元国拨国拨专项经费专项经费269269万元万元自筹经费自筹经费100100万元万元外方投资外方投资3030万元万元n项目负责人：项目负责人：黄树红黄树红4一、一、项目概述项目概述n中方：中方：华中科技大学华中科技大学 负责人：黄树红教授负责人：黄树红教授n欧方：欧方：西班牙萨拉戈萨大学Zaragoza Universidad, Sp

2、ain法国佩皮尼昂大学Universit de Perpignan, France法国巴黎矿业大学MINE PARIS TECH 欧方负责人欧方负责人: :法国法国PerpignanPerpignan大学国家科学研究院大学国家科学研究院太阳能研究所主任太阳能研究所主任FlamantFlamant教授教授5一、项目概述一、项目概述二、研究内容二、研究内容三、项目预期目标三、项目预期目标四、任务分工四、任务分工n1、 梯级集热发电系统研发及评估梯级集热发电系统研发及评估n2、有机朗肯循环及有机朗肯循环及ORC汽轮机集成优化汽轮机集成优化n3、斯特林发电系统研究斯特林发电系统研究n4、高温太阳能集热

3、器及碟式集热装置研究高温太阳能集热器及碟式集热装置研究二、研究内容二、研究内容61、 梯级集热发电系统研发及评估梯级集热发电系统研发及评估 构建槽式与碟式太阳能集成的梯级集热发电系统的全流程构建槽式与碟式太阳能集成的梯级集热发电系统的全流程机理模型；机理模型； 研究发电系统的集成方案和系统参数优化，构建太阳能梯研究发电系统的集成方案和系统参数优化，构建太阳能梯级聚光集热实验系统和性能分析模型，研究集热规律；级聚光集热实验系统和性能分析模型，研究集热规律； 研究斯特林循环和朗肯循环的高效集成方案和参数优化；研究斯特林循环和朗肯循环的高效集成方案和参数优化； 研究分别以导热油和其他低成本流体作为吸

4、热介质时的梯研究分别以导热油和其他低成本流体作为吸热介质时的梯级集热的能量转换规律和系统参数优化设计方法；级集热的能量转换规律和系统参数优化设计方法； 构建蓄热试验台架，研究蓄热介质的选取方案与原则构建蓄热试验台架，研究蓄热介质的选取方案与原则.7二、研究内容二、研究内容8梯级方案研究：结构、参数、介质梯级方案研究：结构、参数、介质热罐冷罐热热罐冷罐Steam or organic working medium Solar troughTurbineSolar dish二、研究内容二、研究内容9Solar troughSteam TurbineSolar dish方案一：梯级集热，双回路方案一

5、：梯级集热，双回路吸热介质：吸热介质：盐盐（1）梯级方案研究）梯级方案研究二、研究内容二、研究内容10Solar troughSteam TurbineSolar dish方案二：梯级集热，单回路方案二：梯级集热，单回路吸热介质：水吸热介质：水碟换为塔？碟换为塔？1111Steam TurbineSolar dish方方案三：案三：梯级集热，双回路梯级集热，双回路空气(盐)导热油吸热介质：油吸热介质：油+空气空气 或或 油油+盐盐二、研究内容二、研究内容12Solar troughORC TurbineSolar dish空气(盐)导热油方方案四：案四：梯级集热梯级集热+ +梯级发电，双回路梯

6、级发电，双回路二、研究内容二、研究内容Solar trough Turbine空气(盐)导热油太阳能太阳能烟囱发电烟囱发电空冷凝汽器方方案五：案五：梯级集热梯级集热+ +梯级发电梯级发电光伏光伏发电发电二、研究内容二、研究内容Solar troughSteam TurbineSolar dish空气(盐)导热油光伏光伏发电发电空冷凝汽器方方案六案六 梯梯级集热级集热+ +梯级发电梯级发电太阳能太阳能烟囱烟囱发电发电 选择有代表性的方案选择有代表性的方案 构建各对象数学模型构建各对象数学模型 建立发电系统仿真模型建立发电系统仿真模型15（3）梯级发电系统参数和性能优化研究）梯级发电系统参数和性能

7、优化研究l建立性能分析模型建立性能分析模型l系统参数优化系统参数优化（集热参数、发电参数）l吸热介质优化吸热介质优化l蓄热优化蓄热优化二、研究内容二、研究内容162、有机朗肯循环及有机工质汽轮机集成优化有机朗肯循环及有机工质汽轮机集成优化 研究不同入口温度下，适用于太阳能热发电的的研究不同入口温度下，适用于太阳能热发电的的高效、环保、安全有机物朗肯循环的最佳工质；高效、环保、安全有机物朗肯循环的最佳工质； 研究不同工作参数和系统结构下有机朗肯循环的研究不同工作参数和系统结构下有机朗肯循环的性能；性能； 开发有机工质汽轮机热力设计软件；对有机工质开发有机工质汽轮机热力设计软件；对有机工质汽轮机与

8、高温斯特林发电系统的接口进行设计与汽轮机与高温斯特林发电系统的接口进行设计与优化；优化； 制作有机工质汽轮机的集成样机。制作有机工质汽轮机的集成样机。二、研究内容二、研究内容3、斯特林发电系统研究斯特林发电系统研究 研究聚光碟及其支架机械系统设计方法；研究聚光碟及其支架机械系统设计方法； 研究太阳能跟踪及碟机控制系统；研究太阳能跟踪及碟机控制系统； 建立建立5 5 千瓦级太阳能碟式高温聚热及斯特林发电千瓦级太阳能碟式高温聚热及斯特林发电原型系统，取得实际周年实验和运行数据，构建原型系统，取得实际周年实验和运行数据，构建系统的设计方法和计算准则，优选发电系统的集系统的设计方法和计算准则，优选发电

9、系统的集热参数、工作参数。热参数、工作参数。17二、研究内容二、研究内容4、高温太阳能集热器及碟式集热装置研究高温太阳能集热器及碟式集热装置研究 研究与开发适合于大规模太阳能集热发电的高温研究与开发适合于大规模太阳能集热发电的高温集热器；集热器； 设计太阳能集热器测试样机，对高温太阳能集热设计太阳能集热器测试样机，对高温太阳能集热器的构造进行修正和优化，获得高温太阳能集热器的构造进行修正和优化，获得高温太阳能集热器设计方法；器设计方法； 设计研究焦点固定、单轴跟踪的碟式太阳能集热设计研究焦点固定、单轴跟踪的碟式太阳能集热装置并研究其集热规律、换热特性、太阳能跟踪装置并研究其集热规律、换热特性、

10、太阳能跟踪及控制系统，建立实验装置。及控制系统，建立实验装置。18二、研究内容二、研究内容1920142014年年2 2月月1313日投运日投运位于内华达州和加州交界处位于内华达州和加州交界处Mojave DesertMojave Desert2014.2.172014.2.17并网发电并网发电20 电站总装机：电站总装机：392MW由装机分别为由装机分别为133MW、133MW和和126MW的三个塔式电站构成的三个塔式电站构成占美国总投运光热电站装机容量的占美国总投运光热电站装机容量的30%左右左右 项目总计投资：项目总计投资：22亿美元亿美元获得美国能源部获得美国能源部16亿美元的贷款担保

11、亿美元的贷款担保Google投资投资1.68亿美元亿美元NRG太阳能公司投资太阳能公司投资3亿美元。亿美元。史上投资额度最大的光热发电项目。、史上投资额度最大的光热发电项目。、 未配置储热系统未配置储热系统21 汽轮机：汽轮机：空冷，单缸再热，汽温空冷，单缸再热，汽温500度度 反射镜：反射镜：Guardian供货供货 总采光面积为总采光面积为240多万平方米多万平方米 共采用共采用15平方米的定日镜平方米的定日镜173500套套 吸热器：吸热器：Riley Power供货供货 汽轮机：汽轮机：Siemens SST900型型 参数与常规化石燃料电站汽轮机相近参数与常规化石燃料电站汽轮机相近

12、适应负荷波动及频繁启停要求适应负荷波动及频繁启停要求 电站可用率：电站可用率：31.4%（年运行小时数年运行小时数2751h） 设计电站效率：设计电站效率：28.72% 当地太阳辐射：当地太阳辐射：7.4 kWh/m2/day2223一、项目概述一、项目概述二、研究内容二、研究内容三、项目预期目标三、项目预期目标四、任务分工四、任务分工1.1. SCISCI论文论文： 8 8 篇篇2.2. 发明专利发明专利：4 4 个个3.3. 软件著作权软件著作权： 2 2 项项4.4. 斯特林发电机样机斯特林发电机样机：1 1台台5.5. 有机工质汽轮机样机有机工质汽轮机样机：1 1台台6.6.梯级集热发

13、电系统实验台架梯级集热发电系统实验台架：1 1套套7.7.梯级集热发电系统梯级集热发电系统仿真模型：仿真模型：1 1套套8.8.人才培养：人才培养：博士博士3 3人，硕士人，硕士8 8人人三、项目预期目标三、项目预期目标2425一、项目概述一、项目概述二、研究内容二、研究内容三、项目预期目标三、项目预期目标四、任务分工四、任务分工26四、任务分工四、任务分工核心技术研究核心技术研究关键设备研制关键设备研制梯级发电梯级发电系统研究系统研究梯级发电梯级发电系统搭建系统搭建高温集热器高温集热器设计设计电站系统集成电站系统集成与参数优化与参数优化太阳能电站太阳能电站运行控制运行控制梯级发电系梯级发电系

14、统系统设计统系统设计与优化与优化朗肯循环与朗肯循环与斯特林循环斯特林循环集成技术集成技术焦点固定碟焦点固定碟式太阳能集式太阳能集热技术热技术ORC汽轮机汽轮机斯特林机斯特林机槽式聚光槽式聚光装置装置碟式高温碟式高温集热装置集热装置梯级发电梯级发电系统搭建系统搭建系统方案和系系统方案和系统参数优化统参数优化构建梯级发电构建梯级发电系统仿真模型系统仿真模型系统联合系统联合调试调试运行数据运行数据分析研究分析研究构建梯级发构建梯级发电系统性能电系统性能分析模型分析模型优化集成方案及关键设备的设计技术路线技术路线任务分解任务分解电站系统电站系统集成与集成与参数优化参数优化梯级集热系统设计优化朗肯循环与斯特林循环（布雷顿循环）集成优化高高温集温集热器热器技技术术电站运行控电站运行控制技术制技术蓄蓄热研热研究究发电系统仿真模型建立蒸汽发生器蒸汽发生器设计优化设计优化槽式聚光集槽式聚光集热装置研究热装置研究梯级实验发梯级实验发电系统设计电系统设计发电系统发电系统参数设计参数设计管路设计优化管路