Задача № 1. Варианты контрольных заданий и методические указания

Варианты контрольных заданий и методические указания

Задача № 1

Тема: Расчет солнечной электростанции башенного типа

На солнечной электростанции башенного типа установлено n ге-

лиостатов, каждый из которых имеет поверхность F г м2. Коэффициент

отражения гелиостата R отр. Максимальная облученность зеркала гелио-

стата E г.

Гелиостаты отражают солнечные лучи на приемник, на поверхно-

сти которого зарегистрирована максимальная энергетическая освещен-

ность E пр. Коэффициент поглощения приемника A погл. Степень черно-

ты приемника å пр.

В приемнике нагревается и испаряется рабочее тело (вода) до тем-

пературы t 0. Давление рабочего тела составляет P 0. Полученный пере-

гретый пар направляется в турбину мощностью N э, работающую по

циклу Ренкина. Давление пара за турбиной составляет P к. Относитель-

ный внутренний КПД турбины ç oi. Механический КПД çм = 0,975.

КПД электрогенератора çэ = 0,985. Работой насоса, потерями тепла при

его транспортировке, собственными нуждами – пренебречь.

Определить:

·

·

·

·

·

расход пара на турбину D 0, кг/с;

площадь поверхности приемника F пр и тепловые потери в нем Q пот,

вызванные излучением и конвекцией. Принять, что конвективные по-

тери вдвое меньше потерь от излучения;

энергию, полученную приемником от солнца через гелиостаты (кВт).

количество гелиостатов – n, шт;

как изменится мощность СЭС, если вместо паротурбинной установки

применить кремниевые преобразователи с КПД çфэ = 0,141, зани-

мающие ту же площадь, что и зеркала гелиостатов?

Исходные данные взять из таблицы 1 по вариантам.

8

Таблица 1

Исходные данные для задачи № 1

9

Величина Величина Номер варианта 1                   Поверхность гелио- стата, F г, м                     Коэффициент отра- жения гелиостата, R отр 0,8 0,81 0,82 0,79 0,78 0,8 0,81 0,82 0,79 0,78 Максимальная облу- ченность зеркала ге- лиостата, E г, Вт/м                     Максимальная энер- гетическая освещен- ность приемника, E пр, МВт/м 2,5 2,1 2,2 2,3 2,6 2,5 2,0 1,9 2,1 1,9 Коэффициент погло- щения приемника, A погл 0,95 0,96 0,94 0,94 0,93 0,95 0,96 0,97 0,95 0,95 Степень черноты приемника, å пр 0,96 0,95 0,94 0,95 0,97 0,94 0,94 0,93 0,95 0,94 Начальная темпера- тура пара, t 0, °С                     Начальное давление пара, P 0, МПа           13,5 13,7 12,5 11,2 10,6 Мощность СЭС, N э, МВт 1,05   1,1     1,2 4,0 1,0 5,5 4,0 Конечное давление пара, P к, кПа 4,5   5,5   6,5   3,5 4,2 4,3 4,4 Относительный внут- ренний КПД турби- ны, ç oi 0,85 0,84 0,83 0,88 0,84 0,86 0,87 0,82 0,83 0,84

Продолжение таблицы 1

10

Величина Величина Номер варианта 11                   Поверхность гелио- стата, F г, м                     Коэффициент отра- жения гелиостата, R отр 0,79 0,78 0,8 0,81 0,82 0,79 0,78 0,8 0,81 0,82 Максимальная облу- ченность зеркала ге- лиостата, E г, Вт/м                     Максимальная энер- гетическая освещен- ность приемника, E пр, МВт/м 2,44 2,14 2,24 2,34 2,64 2,54 2,04 1,94 2,14 1,94 Коэффициент погло- щения приемника, A погл 0,95 0,96 0,94 0,94 0,93 0,93 0,95 0,96 0,94 0,95 Степень черноты приемника, å пр 0,96 0,95 0,94 0,95 0,96 0,93 0,94 0,95 0,95 0,94 Начальная темпера- тура пара, t 0, °С                     Начальное давление пара, P 0, МПа           13,5 13,7 12,5 11,2 10,6 Мощность СЭС, N э, МВт 2,05 3,5 1,5 5,5 2,5 1,4 3,4 2,0 4,5 4,2 Конечное давление пара, P к, кПа   6,5   3,5 4,2   6,5   3,5 4,2 Относительный внут- ренний КПД турби- ны, ç oi 0,85 0,84 0,83 0,88 0,84 0,86 0,87 0,82 0,83 0,84

Окончание таблицы 1

11

Величина Величина Номер варианта 21                   Поверхность гелио- стата, F г, м                     Коэффициент отра- жения гелиостата, R отр 0,8 0,81 0,82 0,79 0,78 0,8 0,81 0,82 0,79 0,78 Максимальная облу- ченность зеркала ге- лиостата, E г, Вт/м                     Максимальная энер- гетическая освещен- ность приемника, E пр, МВт/м 2,5 2,1 2,2 2,3 2,6 2,54 2,0 1,9 2,15 1,95 Коэффициент погло- щения приемника, A погл 0,95 0,96 0,94 0,94 0,93 0,93 0,95 0,96 0,94 0,95 Степень черноты приемника, å пр 0,96 0,95 0,94 0,95 0,96 0,93 0,94 0,95 0,95 0,94 Начальная темпера- тура пара, t 0, °С                     Начальное давление пара, P 0, МПа   12,5 11,5 13,5 14,5 12,7 11,7 14,5 16,2 12,6 Мощность СЭС, N э, МВт 4,5   2,5 1,55 4,2 3,2 2,5 2,0 5,5   Конечное давление пара, P к, кПа 4,5   5,5   6,5   3,5 4,2 4,3 4,4 Относительный внут- ренний КПД турби- ны, ç oi 0,85 0,84 0,83 0,88 0,84 0,86 0,87 0,82 0,83 0,84