太阳直射辐射强度测量与分析

直射辐射强度从0～1000W/m2变化时，直通模式槽式DSG系统集热器出口工质温度和工质压力的变化如图7.3所示。由图7.3可知，直射辐射强度逐渐增强时，集热器出口工质的状态逐渐由热水变为两相流、饱和蒸汽，直到过热蒸汽；集热器出口工质压力会随直射辐射强度的增强而降低，其中直射辐射强度约为200～700W/m2时，即集热器出口为两相流时出口工质压力下降得较明显。

直射辐射强度从0～1000W/m2变化时，直通模式槽式DSG系统喷水减温器前后工质的质量含汽率如图7.4所示。当直射辐射强度为0～200W/m2时，喷水减温器前后工质质量含汽率都为0，这说明在该辐射范围内时，喷水减温器前后工质均为水；当直射辐射强度为200～800W/m2时，喷水减温器前后工质质量含汽率均小于1.0，这说明在该辐射范围内时，喷水减温器前后工质均为汽水两相流；当直射辐射强度为800～900W/m2时，喷水减温器前工质质量含汽率为1.0，喷水减温器后工质质量含汽率小于1.0，这说明在该辐射范围内时，喷水减温器前工质为过热蒸汽，而喷水后工质重新回到汽水两相流状态；当直射辐射强度为900～1000W/m2时，喷水减温器前后工质质量含汽率均为1.0，这说明在该辐射范围内时，喷水减温器前后工质均为过热蒸汽。

图7.3　DSG槽式集热器出口工质温度和工质压力随直射辐射强度变化曲线

图7.4　喷水减温器前后工质的质量含汽率随直射辐射强度变化曲线

集热器热水区、两相区以及干蒸汽区分别占集热器管长比例随直射辐射强度的变化如图7.5所示。由图7.5可知，在直射辐射强度不断增强时，集热器中的热水区长度开始为1.0，当直射辐射强度到达某一阈值（这里约为200W/m2）后热水区长度逐渐减少；并且在直射辐射强度较低时，热水区占集热器总长比例下降得比较快；当直射辐射强度较高时，热水区占集热器总长比例下降速度趋缓；两相区长度开始为0，当热水区开始减少时两相区开始增加，当直射辐射强度到达另一阈值（这里约为770W/m2）后两相区逐渐减少，而此时干蒸汽区长度开始由0逐渐变大。(www.xing528.com)

直射辐射强度从0～1000W/m2变化时，直通模式槽式DSG系统集热器内工质水的相变点如图7.6所示。当直射辐射强度为0～200W/m2时，集热器内工质质量含汽率为0的相变点从集热器末端逐渐向始端移动，且变化缓慢，这说明集热器内工质从只有热水逐渐变为由热水和汽水两相流组成；当直射辐射强度为200～400W/m2时，集热器内工质质量含汽率为0的相变点继续向前移动，且变化速度较快，说明此时集热器内热水区缩短得很快；当直射辐射强度为400～700W/m2时，集热器工质质量含汽率为0的相变点继续向前移动，且变化速度较之前变缓，说明此时集热器热水区缩短速度变慢；当直射辐射强度为700～1000W/m2时，集热器内工质质量含汽率为0的相变点继续向前移动且变化速度较慢，而集热器内工质质量含汽率为1的相变点开始从集热器末端向始端移动，移动速度比x＝0的相变点快。这说明当直射辐射强度大于700W/m2时，DSG槽式集热器内工质由热水、两相流和过热蒸汽组成，且当直射辐射强度增大时，热水区减小，两相流区减小，干蒸汽区增大，其中两相流区减少得较多。

图7.5　直射辐射强度变化时不同状态工质占DSG槽式集热器管长比例

图7.6　相变点在DSG槽式集热器中的位置随直射辐射强度变化曲线（x为质量含汽率）

图7.3～图7.6可为电站设计提供参考。在实际工程设计时，应保证电站正常运行时DSG槽式集热器出口工质处于干蒸汽状态，并留有一定阈度。