電熱熔鹽換熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)與性能研究.pdf

1、熔鹽是一種優(yōu)良的高溫傳熱蓄熱介質(zhì)，有使用溫度范圍寬、蒸汽壓低、熱容量大、高溫粘度小、熱穩(wěn)定性高以及價(jià)廉易得等優(yōu)點(diǎn)，在新能源領(lǐng)域和高溫加熱領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。國(guó)內(nèi)外在高溫熔鹽流動(dòng)與換熱方面已開展了一些研究工作，但大多集中在簡(jiǎn)單管道結(jié)構(gòu)，針對(duì)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)與設(shè)備換熱過程的公開文獻(xiàn)較少，而且以導(dǎo)熱油或蒸汽為工質(zhì)的常規(guī)換熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)顯然不宜簡(jiǎn)單推廣到熔鹽系統(tǒng)，因此開展相關(guān)研究很有必要。本文作者設(shè)計(jì)了一套小型電熱熔鹽換熱系統(tǒng)，并對(duì)該系統(tǒng)性能進(jìn)行了

2、具體研究。
　　首先，采用熱力計(jì)算與數(shù)值模擬結(jié)合的方法對(duì)熔鹽爐內(nèi)熔化及升溫過程進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了一套電熱熔鹽加熱爐，該加熱爐額定功率15kW，爐內(nèi)有強(qiáng)化導(dǎo)熱翅片，壁面溫度不超過熔鹽分解溫度，在靜態(tài)加熱條件下，4h內(nèi)可將熔鹽全部熔化;設(shè)計(jì)并制作了換熱系統(tǒng)管路電伴熱裝置，計(jì)算并測(cè)量了管道伴熱元件性能，以典型的伴熱元件為例，在60W加熱功率下，12min內(nèi)能使管道內(nèi)壁溫度達(dá)到熔鹽熔點(diǎn)以上;研制了一種低成本熱式熔鹽流量傳感器，采用該傳感器

3、進(jìn)行了水流量測(cè)試驗(yàn)證和熔鹽流量測(cè)試仿真計(jì)算，結(jié)果表明該傳感器在原理上可用于管內(nèi)熔鹽流量的工程測(cè)量。
　　其次，設(shè)計(jì)并搭建了一套熔鹽加熱氣體的換熱系統(tǒng)，對(duì)該系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性（包括預(yù)熱動(dòng)態(tài)和運(yùn)行動(dòng)態(tài)）進(jìn)行了研究。計(jì)算并實(shí)測(cè)了熱風(fēng)預(yù)熱翅片管換熱器的動(dòng)態(tài)過程，結(jié)果表明該動(dòng)態(tài)過程時(shí)間遠(yuǎn)小于熔鹽加熱爐預(yù)熱時(shí)間，說明熔鹽加熱爐預(yù)熱是系統(tǒng)預(yù)熱過程的主要時(shí)間瓶頸;同時(shí)對(duì)運(yùn)行過程中的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了仿真計(jì)算，討論了工況參數(shù)變化時(shí)系統(tǒng)的過渡特性;建立了熔鹽