太陽能中高溫?zé)崂眉捌鋬?chǔ)熱技術(shù)的應(yīng)用研究.pdf

1、太陽能中高溫?zé)崂弥泄鉄岚l(fā)電技術(shù)是一種完全清潔的發(fā)電方式，不會(huì)產(chǎn)生二次污染;然而太陽輻射具有間歇性，為保證電能輸出的連續(xù)性和穩(wěn)定性，儲(chǔ)熱系統(tǒng)必不可少。目前的太陽能熱電站均是商業(yè)化規(guī)模，對(duì)于小型太陽能熱電站及其儲(chǔ)熱裝置的研究并不充分。
　　本課題針對(duì)小型的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中儲(chǔ)熱裝置，開展了以下幾個(gè)方面的研究工作:以南京地區(qū)某別墅群建筑(共10棟單體別墅，每棟別墅建筑面積1104.2m2)為研究對(duì)象，采用能耗模擬軟件對(duì)其進(jìn)行建模和模擬

2、;對(duì)該別墅群建筑的小型太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中的儲(chǔ)熱系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算;建立儲(chǔ)熱熔鹽罐的物理模型和數(shù)學(xué)模型;運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS分別對(duì)熱鹽罐和冷鹽罐的保溫層厚度、內(nèi)部熔鹽分布情況、以及液位與熱損失關(guān)系進(jìn)行模擬和分析;并模擬研究了不同儲(chǔ)熱溫度、不同高徑比、外界環(huán)境溫度和風(fēng)速對(duì)儲(chǔ)熱熔鹽罐熱損失的影響。主要得到以下結(jié)果:
　　1、對(duì)于設(shè)計(jì)容量為400kW、儲(chǔ)熱溫度292～386℃、儲(chǔ)熱6h的太陽能儲(chǔ)熱系統(tǒng)，計(jì)算得到儲(chǔ)熱熔鹽罐尺寸為:內(nèi)徑

3、7.2m，熱鹽罐體積204m3、內(nèi)部熔鹽高3.4m;冷鹽罐200m3、內(nèi)部熔鹽高3.3m。
　　2、側(cè)壁保溫層厚度影響熔鹽的溫度分布，頂部的保溫層厚度影響熔鹽上方空氣的溫度分布;罐底邊緣位置是保溫薄寫弱環(huán)節(jié)，需要加強(qiáng)此處的傳熱與保溫;對(duì)于本次設(shè)計(jì)的熔鹽罐，建議熱鹽罐保溫層厚度為0.4m，冷鹽罐保溫層厚度為0.3m。
　　3、熔鹽沿高度方向分布的規(guī)律決定了熔鹽泵吸入口的安裝位置:熱鹽罐主體溫度分布在0.66m～3.25m，因此

4、熱鹽泵吸入口應(yīng)不低于0.66m;冷鹽罐主體溫度分布在0.33m～3.20m，因此冷鹽泵吸入口應(yīng)不低于0.33m。
　　4、隨著儲(chǔ)熱溫度的升高，儲(chǔ)熱罐的熱損失呈上升趨勢(shì)，但是增長速率變得緩慢，因此在條件允許的范圍內(nèi)，盡量提高儲(chǔ)熱溫度;同時(shí)，提高儲(chǔ)熱溫度也會(huì)減少儲(chǔ)熱設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸，降低儲(chǔ)熱系統(tǒng)的初投資。由于主流蒸汽的溫度一般在370℃以上，因此儲(chǔ)熱溫度不宜低于380℃。
　　5、不同高徑比(0.5～2.0)下的儲(chǔ)熱熔鹽罐，當(dāng)保溫

5、結(jié)構(gòu)相同時(shí)，總散熱損失呈現(xiàn)先減小后變大的變化趨勢(shì)，在1.4達(dá)到最小。當(dāng)環(huán)境溫度從-5.2℃升高到37.2℃，儲(chǔ)熱罐的熱損失隨之呈線性遞減，因此冬季為了防止內(nèi)部熔鹽溫度過低，需要開啟輔助加熱裝置來彌補(bǔ)散熱損失。當(dāng)風(fēng)速從0增大到11m/s，儲(chǔ)熱罐熱損失隨之呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，并且當(dāng)風(fēng)速小于2m/s時(shí)，隨著風(fēng)速的增大，熱損失的增長速率要大于風(fēng)速大于2m/s時(shí)的情況。
　　本文通過計(jì)算和模擬分析了儲(chǔ)熱熔鹽罐溫度分布以及熱損失的影響因素，為小型的