聚光太陽能光熱發(fā)電是解決未來能源可持續(xù)發(fā)展問題的有效途徑之一,但太陽能的間斷性和波動性導(dǎo)致其與現(xiàn)有電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施不兼容,電網(wǎng)普及率低,儲能技術(shù)可以在一定程度上解決這個問題。由于熔鹽材料具有成本低、運行溫度范圍寬、運行穩(wěn)定性高、傳熱性能好、運行壓力低等優(yōu)點,多用做于聚光太陽能光熱發(fā)電廠的傳熱和儲能介質(zhì)。單罐熔融鹽斜溫層儲熱系統(tǒng)由于成本較低,其研究與發(fā)展受到了廣泛關(guān)注。本文建立了帶有固體填充床和多層壁面結(jié)構(gòu)的單罐熔鹽斜溫層儲熱系統(tǒng)的數(shù)值模型。采用CFD方法對儲罐的儲熱性能和力學(xué)性能進行了變參數(shù)研究,考察了進口熔鹽速度、冷熔鹽溫度、填充區(qū)域孔隙率、填料顆粒當(dāng)量直徑、填充區(qū)域高度、填充介質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)、填充介質(zhì)比熱容、外部環(huán)境溫度和罐壁結(jié)構(gòu)等九個典型因素的影響。對于所有的參數(shù),完成儲熱罐的完整運行周期模擬分析以及罐壁機械應(yīng)力計算,揭示并簡要總結(jié)了其影響規(guī)律。變參數(shù)對斜溫層儲熱罐的儲熱特性影響分析結(jié)果表明,對于儲熱過程,可以通過提高冷鹽溫度、填充區(qū)域高度、填充介質(zhì)比熱或減小填充介質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)來減小斜溫層厚度,提高儲熱性能。而其他參數(shù)對儲熱過程中斜溫層厚度變化的影響較小。對于放熱過程,可以通過提高進口熔鹽... 

【文章來源】：東北電力大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１四種光熱發(fā)電技術(shù)??由于太陽能利用具有一定的缺陷，受時間、氣候、地區(qū)影響劇烈，熱能儲存是使太陽??能熱系統(tǒng)得以廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵，它允許電廠在惡劣天氣或長時間不需要化石燃料的情況下??發(fā)電

料的腐蝕等問題。??Ｉ?主控制臺??＜ＳＩ＾ｎｎｎｎｎｎｌ??＼／１?＾）＼５１６Ｘ：?１０．?ｌＭ？ａ??２４２，０００ｋｇ／ｈｒ??〇？?２２ＭＰａ?０．?４６ＭＰａ?２７７￡?綠ＫＹ』小??３〇２?￡?２．７６ＭＰａ?汽輪發(fā)電機??＾?２０５＾＇＇?ｉ?？ｌＦ？ｇ／ｈｒ?２４，?９００ｋｇ／ｈｒ??—，愈??給水丨——冷妓器??Ｉ?ｐＲ．?０００ｋｇ＊？１??ｆ?＂?■？?！??ｗｍｍ?ｍｍｍｍｍ?ｉｍｔｍａｍ??■?：ｒ：：ｒ?＾??圖１－２?Ｓｏｌａｒ?Ｏｎｅ塔式電站的運行示意圖??－４?－??

?東北電力大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文???儲熱回路?放熱回路??幽??高溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩??Ｙ?■丨?Ｉ??冷流體??，?＾?．．???Ｊ??圖１－３單罐斜溫層系統(tǒng)儲放熱示意圖??１．２．２國外研究現(xiàn)狀??國外許多研究人員針對單罐儲熱系統(tǒng)的傳熱特性和力學(xué)特性，在理論分析、數(shù)值模擬??和實驗測試方面開展了不同程度的研究工作，獲得了一系列的成果。現(xiàn)對其中較為典型的??研究介紹如下。??１９８２年，Ａｂｄｏｌｙ和Ｒａｐｐｉｍ】對水作為儲熱介質(zhì)的斜溫層儲熱系統(tǒng)進行了理論和實驗研??究。２００１年，ＰａＣｈｅｃｏ等人對溶鹽作為儲熱介質(zhì)的單罐槽式太陽能發(fā)電站進行了分析研宄，??對斜溫層系統(tǒng)進行了理論模擬和實驗分析，結(jié)果表明熔鹽斜溫層單罐儲熱系統(tǒng)是一個可行??的儲熱方法。??２００３年，ＺａＣｈａｒ以及Ｎｅｌｓｏｎ等人［１１，１２］利用層流充分發(fā)展換熱理論中速度場與溫度場??都可以轉(zhuǎn)化為導(dǎo)熱型模型方程的思路對斜溫層水蓄冷問題進行數(shù)值模擬。??２００６年，Ｌａｉｎｇ等人［１３，１４】釆用導(dǎo)熱油作為換熱流體，混凝土和瓷磚兩種固體介質(zhì)作為??儲熱材料，建立了兩個系統(tǒng)，分別用于測試研宄，又通過數(shù)值模擬工具來進行瞬態(tài)模擬計??算。??２００８年，Ｍａｗｉｒｅ和ＭｃＰｈｅｒｓｏｎｎ５］研宄了導(dǎo)熱油、巖石堆積床儲熱系統(tǒng)在不同入口工??況條件下的儲熱效果。結(jié)果顯示，恒定入口溫度的情況優(yōu)于恒定流速的情況，儲熱罐體內(nèi)??斜溫層的溫差較大。??２００９年，Ｂｈａｒａｔｈａ和Ｇｌａｔｚｍａｉｅｒ［ｌ６］對儲熱罐中分層的冷熱恪融鹽的瞬態(tài)流體流動以及??熱傳遞進行二維計算分析，評定填充材料以及熔融鹽之間的傳熱速率。??２０１２年，Ｆ

【參考文獻】：
期刊論文
[1]太陽能單罐蓄熱系統(tǒng)的數(shù)值模擬與性能分析研究[J]. 程友良,王月坤,王敬雙.  可再生能源. 2017(08)
[2]儲熱技術(shù)研究進展與趨勢[J]. 汪翔,陳海生,徐玉杰,王亮,胡珊.  科學(xué)通報. 2017(15)
[3]內(nèi)翅式套管相變蓄熱器性能研究[J]. 吳學(xué)紅,姜文濤,翟亞妨,張軍,朱有健.  可再生能源. 2016(09)
[4]套管式相變蓄熱器強化傳熱研究[J]. 吳學(xué)紅,翟亞妨,姜文濤,朱有健,趙中友.  可再生能源. 2016(07)
[5]高溫填充床蓄熱過程中流固傳熱溫差分析[J]. 楊小平,楊曉西,左遠志,徐勇軍,楊敏林,陳佰滿.  工程熱物理學(xué)報. 2015(04)
[6]導(dǎo)熱油與沙礫混合物斜溫層單罐蓄熱特性[J]. 楊勇平,漢京曉,李沛文,徐犇,侯宏娟.  中國電機工程學(xué)報. 2015(03)
[7]高溫熔融鹽斜溫層單罐蓄熱的熱過程特性[J]. 尹輝斌,丁靜,楊曉西.  中國電機工程學(xué)報. 2013(26)
[8]三元硝酸熔鹽高溫?zé)岱�(wěn)定性實驗研究與機理分析[J]. 彭強,楊曉西,丁靜,魏小蘭,楊建平.  化工學(xué)報. 2013(05)
[9]基于(火積)與熵產(chǎn)分析的最優(yōu)相變溫度研究[J]. 陳彥龍,王馨,滕小果.  工程熱物理學(xué)報. 2012(09)
[10]太陽能光熱發(fā)電技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展[J]. 王澤凱.  玻璃. 2012(06)



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