塔式太陽(yáng)能吸熱器數(shù)值模擬及顆粒保溫的試驗(yàn)研究.pdf

1、太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)包括塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)、槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)、碟式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)和線(xiàn)性菲涅爾式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，其中塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)由定日鏡場(chǎng)、跟蹤系統(tǒng)、吸熱器、熔鹽儲(chǔ)罐、換熱器以及發(fā)電系統(tǒng)組成。吸熱器作為整個(gè)系統(tǒng)的核心部件，其安全性和熱效率直接決定了整個(gè)塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的安全性和熱效率。
　　本文通過(guò)建立塔式熔鹽吸熱器三維模型，將吸熱器實(shí)際工作中的環(huán)境作為邊界條件，在分析吸熱器的工作原理并利用Fluent軟件模擬不同

2、熱流密度、不同熔鹽流速、不同表面換熱系數(shù)、不同環(huán)境溫度對(duì)吸熱器性能的影響。研究表明隨著環(huán)境溫度的升高塔式熔鹽吸熱器熔鹽出口溫度升高，熱效率提高，熱損失降低；隨著熱流密度的增高，塔式熔鹽吸熱器熔鹽出口溫度升高，熱效率提高，熱損失率降低，但熱效率提高速度越來(lái)越慢；隨著對(duì)流換熱系數(shù)的增大，塔式熔鹽吸熱器出口溫度降低，熱效率降低，熱損失率增大。當(dāng)受熱面的對(duì)流換熱系數(shù)從20W/(m2·K)增大至140W/(m2·K)時(shí)，熱損失率由8.28％上升至

3、17.77%，熱效率由91.72%下降至82.23%，在吸熱器實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，風(fēng)速對(duì)吸熱器的效率有著很大的影響。
　　塔式熔鹽吸熱器在復(fù)雜的天氣狀況下工作環(huán)境惡劣，當(dāng)處于自然降溫過(guò)程中往往30秒之內(nèi)就下降到熔鹽凝固點(diǎn)之下，為了防止出現(xiàn)管內(nèi)熔鹽凝固等影響吸熱器安全性能的影響，本文提出了一種基于顆粒的塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電的絲網(wǎng)保溫方法及裝置，具有材料成本低、系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單，可以迅速實(shí)現(xiàn)覆蓋以及掉落等優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)于裸露的吸熱器，表面附有6mm顆

4、粒保溫層，吸熱管外側(cè)換熱壁面平均溫度從500℃下降到230℃的時(shí)間增加了10倍以上。
　　進(jìn)行塔式熔鹽顆粒吸熱器試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明保溫顆粒溫度、保溫顆粒厚度、環(huán)境風(fēng)速、迎風(fēng)面和背風(fēng)面等因素對(duì)吸熱管溫度影響較大。保溫顆粒溫度越高、保溫顆粒厚度越厚、環(huán)境風(fēng)速越小，保溫效果越好；迎風(fēng)面保溫效果比背風(fēng)面要差。
　　建立三維塔式熔鹽吸熱器模型并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)吸熱器溫度一定情況下不同顆粒溫度對(duì)保溫效果的影響進(jìn)行探究，研究表明在吸