太陽能作為一種清潔的可再生能源,其發(fā)展前景得到國內(nèi)外的關(guān)注,人們從科學(xué)技術(shù)方面著手研究太陽能的收集、轉(zhuǎn)換、儲存及輸送,已經(jīng)取得顯著進展。高溫傳熱蓄熱技術(shù)是太陽能熱發(fā)電的核心技術(shù)之一。高溫蓄熱工質(zhì)是影響太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)效能的關(guān)鍵因素,目前熔融鹽是蓄熱工質(zhì)中最好的選項之一,它的優(yōu)勢是使用溫度范圍廣、傳熱能力強、熱穩(wěn)定性好、成本低等。當(dāng)下有關(guān)熔融鹽的傳熱特性研究很少,缺乏符合工程實際工況的實驗。鑒于此,我們開展了針對蓄熱工質(zhì)熔融鹽的換熱研究,進行了實驗系統(tǒng)設(shè)計、實驗臺搭建、完成了實驗研究,目的是為熔融鹽在蓄熱儲熱領(lǐng)域下的應(yīng)用研究提供有效的實驗數(shù)據(jù)支撐。設(shè)計了一套適用于研究熔融鹽與高溫高壓蒸汽對流換熱特性的實驗方案。在設(shè)計過程中,考慮了熔融鹽自身的腐蝕、易凝固等問題,并且做好可能出現(xiàn)的安全隱患的應(yīng)對方法等工作。本文實驗工質(zhì)為太陽鹽,由質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%的NaNO_3和40%的KNO_3混合而成,主要研究了太陽鹽與高溫高壓蒸汽(14 MPa/17 MPa)的傳熱特性;一些經(jīng)典對流傳熱關(guān)聯(lián)式與實驗數(shù)據(jù)符合尚好,部分通用熔融鹽試驗關(guān)聯(lián)式的計算值偏差較大;最后,通過多元線性擬合方法,得到太陽鹽在環(huán)形通道內(nèi)的傳熱實驗關(guān)聯(lián)式,可應(yīng)用于太陽能熱力發(fā)電廠的熔融鹽加熱蒸汽發(fā)生器的設(shè)計。
【學(xué)位單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM615
【部分圖文】：

器中繼續(xù)加熱到本次實驗所需的溫度工況(450℃/50亞臨界蒸汽進行對流換熱，換熱后的熔融鹽離開試驗與高壓汽水換熱最后再返回熔鹽罐中進行循環(huán)。最后冷卻器冷卻至常溫再返回水箱。設(shè)備有：GY32-250 型號的高溫泵、電流互感器、K 型、150/250KW 變壓器、變頻器、高溫閥門、西門子質(zhì)集系統(tǒng)[19]。熱系統(tǒng)實驗原理是指流體在換熱壁面上的流動邊界層可以不受限自由的管外側(cè)的熔融鹽與管內(nèi)蒸汽對流換熱屬于外部流動因此在流動的過程中發(fā)生繞流脫體的現(xiàn)象[19]，如圖 2回流現(xiàn)象從而產(chǎn)生漩渦，增強擾動從而增強換熱能力

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文2）橫掠管束管束的布置分為叉排和順排。叉排布置中,流體在彎曲通道中流動，擾動強烈、阻力大、換熱效果好，清洗困難。如圖 2.2（a）[19]；順排布置中，流體流動阻力較小、速度緩慢、換熱效果稍弱，但清洗容易，因此在選擇管束的布置過程中應(yīng)綜合考慮。管束的傳熱的影響因素有很多，比如雷諾數(shù)和普朗特數(shù)，除此之外，管束的間距和布置方式對流動換熱影響也相對較大[19,51]。如圖 2.2（b）。

圖 2.3 熔鹽傳熱實驗系統(tǒng)圖兩個回路之間組成了水-蒸汽換熱循環(huán)回路。實驗對象從水箱經(jīng)濾網(wǎng)過濾后，進入由高壓泵進行升壓，然后分為兩各分支進入循環(huán)系統(tǒng)，一支是為了調(diào)節(jié)主路的蒸汽流量和壓力而設(shè)計的旁路循環(huán)系統(tǒng)；另一支是實驗主回路循環(huán)系統(tǒng)[19]。在實驗主回路中，泵將去離子水傳送到熱交換器中與高壓高溫蒸汽進行換熱，接下來在預(yù)熱器中繼續(xù)加熱，直到實驗所需要的工況，進入套管式換熱器與高溫太陽鹽進行對流傳熱。離開換熱器后，與去離子水進行換熱，最后進入蒸汽-水冷卻系統(tǒng)冷凝為液體后返回到水箱中[19]。整個實驗回路，大部分采用不銹鋼管（SUS321）作為基礎(chǔ)材料。實驗工質(zhì)是選擇硬度為零、電導(dǎo)率小于 0.5μs/cm 的去離子水，此工質(zhì)由動力工程實驗室的去離子水處理系統(tǒng)制作，它的優(yōu)勢是保證管壁上不產(chǎn)生結(jié)垢和腐蝕，從而保護了管壁的壽命，并且保證傳熱過程的安全性和準(zhǔn)確性。為了使整個循環(huán)系統(tǒng)中的實驗工質(zhì)--去離子水的質(zhì)量品質(zhì)和實驗需求，我們選用聚氯乙烯塑料板和鋼板作為內(nèi)外材質(zhì)，制作水箱用于儲存去離子水。實驗實際工況需要的壓力和流量需要根據(jù)動
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本文編號：2835766