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
| Номер варианта
| Величина 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
| Номер варианта
| Величина 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
| Номер варианта
| Величина 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
|
| |