塔式太陽能吸熱器數(shù)值模擬及顆粒保溫的試驗研究.pdf

1、太陽能熱發(fā)電技術(shù)包括塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)、槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)、碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)和線性菲涅爾式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，其中塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)由定日鏡場、跟蹤系統(tǒng)、吸熱器、熔鹽儲罐、換熱器以及發(fā)電系統(tǒng)組成。吸熱器作為整個系統(tǒng)的核心部件，其安全性和熱效率直接決定了整個塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的安全性和熱效率。
　　本文通過建立塔式熔鹽吸熱器三維模型，將吸熱器實際工作中的環(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越慢；隨著對流換熱系數(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。當受熱面的對流換熱系數(shù)從20W/(m2·K)增大至140W/(m2·K)時，熱損失率由8.28％上升至

3、17.77%，熱效率由91.72%下降至82.23%，在吸熱器實際運行過程中，風速對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，當處于自然降溫過程中往往30秒之內(nèi)就下降到熔鹽凝固點之下，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)控制簡單，可以迅速實現(xiàn)覆蓋以及掉落等優(yōu)點，相對于裸露的吸熱器，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℃的時間增加了10倍以上。
　　進行塔式熔鹽顆粒吸熱器試驗，試驗結(jié)果表明保溫顆粒溫度、保溫顆粒厚度、環(huán)境風速、迎風面和背風面等因素對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)境風速越小，保溫效果越好；迎風面保溫效果比背風面要差。
　　建立三維塔式熔鹽吸熱器模型并與試驗結(jié)果進行驗證，對吸熱器溫度一定情況下不同顆粒溫度對保溫效果的影響進行探究，研究表明在吸