在各类可再生能源中，太阳能是最受关注且最具开发价值的能源类型之一。太阳能主要具有以下几点优势：地球上各处均可接收太阳光照射，无需开采和运输即可利用；地球表面每年接收到的太阳辐射能相当于130万亿吨标准煤，可以满足人类大量的能源需求；太阳内部不断进行的核聚变反应将持续上百亿年，太阳能于人类来说是取之不尽、用之不竭的；在利用太阳能的过程中不会产生污染物质，属于一种清洁型能源。我国太阳能资源十分丰富，每年陆地面积接收的太阳辐射能在3。3×103~8。4×106范围内，相当于2。4×104亿吨标准煤；超过三分之二面积以上的区域年日照数在2000小时以上，且辐射量超过5×106 [[[] 赵玉文。 21世纪我国太阳能利用发展趋势[J]。 中国电力，2000，33（9）：73-77。]]。尤其是新疆、西藏、内蒙古等地的太阳辐射量非常大，充分地利用此优势将有效地减少化石能源的消耗。论文网

太阳能光热利用属于太阳能利用的一种方式，主要又分为三个领域：低温热利用（90℃以下）、中温热利用（90℃~130℃）以及高温热利用（130℃以上）。低温热利用主要是现今广泛应用的太阳能热水器技术，通常只能提供70~80℃的热水。但在工业行业内需要大量的热蒸汽，这就涉及到了太阳能的中高温（蒸汽）热利用。工业加热所需的热能一般在300℃以下，而这部分热能大部分是靠热蒸汽提供的，实际上200℃左右的蒸汽就能满足绝大多数工业领域的需求。若这部分蒸汽均由太阳能产生，每天可节约大量煤炭资源，并减少对大气的污染。

1。2  太阳能直接蒸汽发生技术

利用太阳能生产蒸汽的系统布置方式主要有两种如图1。1所示：双回路（利用导热油、熔融盐等导热介质吸收太阳辐射能再加热水产生蒸汽的间接产生蒸汽技术）和单回路（直接由水流经集热场吸热在吸热管内直接产生蒸汽）。现较为成熟的技术是应用导热油间接产生蒸汽，由于油类吸热、传热性能良好，并且在吸热管内为单相流动，工况控制较为简单。但导热油本身具有易燃、有毒等危险性质，故储存方式和安全防护需要大量投入；此外，油类达到一定高温容易分解，因此利用导热油的系统产出的蒸汽最高温度有所限制。间接蒸汽发生系统需要两个工质循环回路，一定程度上增加了系统整体的复杂性。因此，有关研究人员提出了直接产生蒸汽技术（direct steam generation, DSG），如图1。1(a)所示，其极大地简化了系统组成且避免了导热介质的危险性和高温局限。但直接产生蒸汽亦存在一系列技术难点：工质蓄热能力较差；系统稳定性难以控制；需要复杂的反馈控制装置以防止蒸汽温度过高；吸热管内易结垢；吸热管内两相流动易导致弯曲变形等[[[] 蒋君之。 满液式太阳能蒸汽发生器的结构设计及传热研究[D]。 武汉：华中科技大学， 2011。]]。尽管DSG技术仍存在上述缺陷，但从总体角度分析比较，其仍然是今后太阳能蒸汽发生技术的主要发展方向以及降低运行成本的重要解决方法。文献综述

图1。1  DSG系统的两种布置方式

太阳能直接蒸发系统通常有三种运行模式（如图1。2所示）：(1) 一次通过式：工质水进入集热管后在管内逐渐吸热，管内工质状态依次为预热、蒸发、过热，最终得到过热蒸汽，从集热管入口调出一部分水到过热段出口之前用于调节控制蒸汽过热度。一次通过式的集热场结构简单、成本低、效率高；但管内的汽-液两相流动的流态不确定，压力波动明显，系统控制的难度增大且运行可靠性差。(2) 再循环式：在一次通过式的基础上，将蒸发段出口处的湿蒸汽导入到汽水分离装置中，干饱和蒸汽继续回到过热段变成过热蒸汽，而当中的水分将被送回预热段入口重新吸热蒸发。再循环式的管内流动状态也较为稳定，便于控制；但呈现出系统构造复杂，投资较高的缺点。(3) 逐次注入式：集热场分为多个部分单元，各单元段均独立测量本段的工质状态，再根据各段的具体情况分别注入适量的水以产生过热蒸汽。此类模式可维持集热管内相对稳定的两相流动状态，使系统易于控制；缺点是系统中的控制阀门和测量装置等数量多，结构复杂化[[[] 刘伟龙，刘建平，谷俊和，等。 槽式DSG型热发电技术综述[J]。 电力科学与工程，2014，30（10）：6-12。]]。