论文部分内容阅读
槽式太阳能热发电是太阳能热发电四种形式(塔式、槽式、碟式和线性菲涅尔)当中技术最为成熟,应用最多的一种太阳能热发电形式。据统计目前国外已经并网运行的太阳能热电站装机容量达2100MW以上,其中槽式系统占目前整个太阳能热发电运行系统的92%左右,所采用的工质基本上均为导热油,但导热油成本高、运行压力高,并且其最高使用温度只有400℃,限制了太阳能热发电效率的进一步提高。采用熔盐代替导热油做为槽式太阳能热发电的传热工质,能将进入蒸汽轮机的水蒸气工作温度提高到500℃以上,可显著提高了太阳能热发电的效率,同时熔盐还可降低太阳能热发电系统成本,降低集热传热系统的工作压力。然而熔盐的凝固点高,在槽式太阳能热电站中采用熔盐做为传热工质也是非常大的技术挑战。本文将课题组自行配制的一种低熔点熔盐(熔点86℃、上限工作温度550℃)成功应用到了槽式太阳能实验系统当中,实现了上千个小时的熔盐集热传热循环试验,并采用超声波流量计实现了熔盐流量的测量。(1)在熔盐槽式聚光集热系统的基础上,利用准静态平衡法,选在在晴朗无风的夜晚,对工作温度从180℃到500℃的温度范围进行了散热损失试验。试验结果表明,随着熔盐工作温度的升高,真空集热管的热损失逐渐增大,相比较国外SCHOOT公司的PTR70真空集热管,实验用真空集热管的热损失要高出很多。(2)对设计的套管式换热器,进行了水-熔盐的强迫对流换热的试验研究,通过威尔逊分离法得到了不同工况下水-熔盐的总传热系数和管内熔盐对流传热系数,拟合得到了管内充分发展紊流状态下熔融盐的对流准则数关联式,并且与经典的传热公式Colburn方程、Dittus-Boelter方程进行了对比,试验表明,本文的试验结果与上述经典传热公式均有很好的一致性。(3)采用课题组自行研制的新型电加热装置,测量获得了集热管热损失随温差的变化规律,并与国外集热管热损失测试结果进行了对比。结果表明该测量装置结构简单,操作方便,能够对集热管的热损性能进行很好的评估。