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本学位论文围绕抛物面槽式太阳能热发电系统展开，针对槽式太阳能热发电系统发电效率低、成本高的问题，对该利用方式中的热力系统和关键过程进行了模拟研究。提出了非真空二次聚光槽式太阳能集热管，模拟了直接蒸汽槽式太阳能集热(DSG)系统的运行性能，探讨了熔盐-水(MS-DSG)双工质集热槽式太阳能热发电系统的可行性，为槽式太阳能热力系统的性能提升和关键部件结构改进提供了参考。
(1)提出了新型非真空二次聚光结构的槽式太阳能集热管，阐述了该集热管的结构组成和工作流程。建立了新型集热器的能量平衡模型，编制了模拟程序，以目前槽式太阳能集热技术中最广泛使用的直通式玻璃-金属真空吸热管为参考，对比验证了新型集热管的良好热力性能，模拟结果表明新型设计能够有效提升集热管的聚光集热性能，光学效率可提高5-10个百分点，装置的集热效率提高2％-8％;集热管的制造、加工、运行、维护更加方便;集热管表面的能流密度分布更为均匀。
(2)开展了直接蒸汽槽式太阳能集热(DSG)系统与吸收器的模拟研究，从系统层面揭示了传热工质对系统性能的影响规律，指出DSG系统在热力性能和经济性能上的优势。编制了DSG系统性能模拟程序，通过与权威相关数据的对比，验证了该程序的精确性。为研究DSG集热性能随着系统流程、运行参数的变化规律奠定了基础。在此基础上分析获得了DSG技术的较好的流程方式，即采用再循环式，在吸收器内蒸汽干度为0.7-0.8时进行气液分离。
(3)为克服单一DSG技术运行的高温段容易出现的高压力和传热恶化问题，研究了熔盐-水(MS-DSG)双工质集成槽式热发电系统，编制集成系统的性能模拟程序，以单一DSG和单一MS系统为参比，依次模拟了MS-DSG、MS和DSG系统设计工况的性能，结果分析表明，集成系统的性能介于相同边界条件下的MS和DSG系统之间，并且有效降低了对单一DSG系统高温段材料性能的要求，提升了系统安全性。