太阳能热发电高温熔盐循环相变蓄热系统研究

摘要

蓄热系统是提高太阳能光热电站(CSP)稳定性和连续性的决定性因素，其中高温熔盐蓄热系统是大型CSP的优选方案。本课题拟研究一种高温熔盐循环相变蓄热系统(CPC-TES)，其典型特性是突破潜热蓄热系统封装相变工质(PCM)的思路，PCM在外循环中吸、放热同时发生相交，从而将显热蓄热的“循环”特性和潜热蓄热的“相变”特性相结合。
　　论文主要工作内容:设计并试制相变换热器原型，分析部分相变熔盐吸放热回路的热力/动力学特性，搭建吸放热回路验证性实验台;针对40％ KNO3与60％ NaNO3熔盐工质，在563K-838K温度范围内，对其物性、迁移特性与太阳能能流分布加以分析;开发塔式吸热器热工计算程序，模拟在不同条件下的单模块/单管温升、总对流散热损失、总辐射散热损失、总散热损失以及平均集热效率等的规律。
　　研究成果有望解决潜热蓄热系统结构复杂、换热效果较差，以及显热蓄热系统蓄热密度偏小、换热温差较大的阅题，为高温熔盐潜热蓄热系统的工程化和商业化提供新思路和理论支持。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．2 研究现状

1．2．1 蓄热系统研究现状及发展动态分析

1．2．2 高温相变蓄热技术特点分析

1．2．3 塔式太阳能吸热器热工数值模拟

1．3 研究内容

第2章 高温熔盐循环相变蓄热系统

2．1 高温熔盐循环相变蓄热系统

2．2 热态实验台

2．2．1 传热流体选择

2．2．2 换热器设计

2．2．3 系统整体设计

2．3 本章小结

第3章 熔盐物性、迁移特性与太阳能能流分布分析

3．1 熔盐物性分析

3．1．1 熔盐密度随温度变化分布

3．1．2 熔盐定压比热容随温度变化分布

3．1．3 熔盐导热系数随温度变化分布

3．1．4 熔盐动力粘度随温度的变化分布

3．1．5 熔盐动力粘度随温度的变化分布

3．1．6 熔盐普朗特数随温度的变化分布

3．2 太阳能能流分布分析

3．3 本章小结

第4章 塔式吸热器快速计算程序

4．1 塔式吸热器计算程序的建模

4．2 塔式吸热器模拟程序的开发

4．2．1 计算软件的输入与可调参数

4．2．2 计算软件的功能

4．3 模拟结果与讨论

4．3．1 单模块质量流量与温升、散热损失、平均集热效率的关系

4．3．2 单模块平均风速与温升、散热损失、平均集热效率的关系

4．3．3 单管变进口温度与平均出口温度、散热损失、集热效率的关系

4．3．4 单管平均风速与平均出口温度、散热损失、集热效率的关系

4．3．5 单管变环境温度与平均出口温度、散热损失、集热效率的关系

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

作者简介