熔盐空间堆斯特林加热器的设计与数值模拟

摘要

熔盐-斯特林加热器用于熔盐空间堆发电系统的热量获取.为提高加热器的换热能力,设计了翅片式熔盐通道与多孔式斯特林内部热接收器,使用计算流体力学软件Fluent对不同结构的翅片与熔盐通道开展了数值模拟研究.结果 表明:在熔盐通道内增加翅片可以提高斯特林加热器的换热能力,并且随着翅片高度的增加与翅片间距的减小,换热能力进一步提高,与无翅片结构相比,换热功率最大提升了76.2％.对比径向入口、切向入口与双径向进出口三种通道结构,径向入口通道的热流密度随着高度的增加,最大增幅为73.3％;切向入口通道的热流密度沿高度增幅为35.1％,但其在相同高度下的热流密度差异显著;双径向进出口通道的热流密度随着高度的增大先减小后增大,其增幅为40.5％;在换热能力方面,双径向进出口通道的换热功率与换热系数最高.研究可为熔盐空间堆斯特林加热器的设计提供一定的参考.