太陽(yáng)能作為一種清潔的可再生能源,其發(fā)展前景得到國(guó)內(nèi)外的關(guān)注,人們從科學(xué)技術(shù)方面著手研究太陽(yáng)能的收集、轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存及輸送,已經(jīng)取得顯著進(jìn)展。高溫傳熱蓄熱技術(shù)是太陽(yáng)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(yáng)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(xiàng)之一,它的優(yōu)勢(shì)是使用溫度范圍廣、傳熱能力強(qiáng)、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(shí)際工況的實(shí)驗(yàn)。鑒于此,我們開(kāi)展了針對(duì)蓄熱工質(zhì)熔融鹽的換熱研究,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)臺(tái)搭建、完成了實(shí)驗(yàn)研究,目的是為熔融鹽在蓄熱儲(chǔ)熱領(lǐng)域下的應(yīng)用研究提供有效的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。設(shè)計(jì)了一套適用于研究熔融鹽與高溫高壓蒸汽對(duì)流換熱特性的實(shí)驗(yàn)方案。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,考慮了熔融鹽自身的腐蝕、易凝固等問(wèn)題,并且做好可能出現(xiàn)的安全隱患的應(yīng)對(duì)方法等工作。本文實(shí)驗(yàn)工質(zhì)為太陽(yáng)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(yáng)鹽與高溫高壓蒸汽(14 MPa/17 MPa)的傳熱特性;一些經(jīng)典對(duì)流傳熱關(guān)聯(lián)式與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合尚好,部分通用熔融鹽試驗(yàn)關(guān)聯(lián)式的計(jì)算值偏差較大;最后,通過(guò)多元線性擬合方法,得到太陽(yáng)鹽在環(huán)形通道內(nèi)的傳熱實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式,可應(yīng)用于太陽(yáng)能熱力發(fā)電廠的熔融鹽加熱蒸汽發(fā)生器的設(shè)計(jì)。
【學(xué)位單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)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(shí)驗(yàn)所需的溫度工況(450℃/50亞臨界蒸汽進(jìn)行對(duì)流換熱，換熱后的熔融鹽離開(kāi)試驗(yàn)與高壓汽水換熱最后再返回熔鹽罐中進(jìn)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(hào)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(shí)驗(yàn)原理是指流體在換熱壁面上的流動(dòng)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(duì)流換熱屬于外部流動(dòng)因此在流動(dòng)的過(guò)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(qiáng)擾動(dòng)從而增強(qiáng)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(dòng)，擾動(dòng)強(qiáng)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(dòng)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(guò)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?cái)?shù)，除此之外，管束的間距和布置方式對(duì)流動(dòng)換熱影響也相對(duì)較大[19,51]。如圖 2.2（b）。

圖 2.3 熔鹽傳熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)圖兩個(gè)回路之間組成了水-蒸汽換熱循環(huán)回路。實(shí)驗(yàn)對(duì)象從水箱經(jīng)濾網(wǎng)過(guò)濾后，進(jìn)入由高壓泵進(jìn)行升壓，然后分為兩各分支進(jìn)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(jì)的旁路循環(huán)系統(tǒng)；另一支是實(shí)驗(yàn)主回路循環(huán)系統(tǒng)[19]。在實(shí)驗(yàn)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(jìn)行換熱，接下來(lái)在預(yù)熱器中繼續(xù)加熱，直到實(shí)驗(yàn)所需要的工況，進(jìn)入套管式換熱器與高溫太陽(yáng)鹽進(jìn)行對(duì)流傳熱。離開(kāi)換熱器后，與去離子水進(jìn)行換熱，最后進(jìn)入蒸汽-水冷卻系統(tǒng)冷凝為液體后返回到水箱中[19]。整個(gè)實(shí)驗(yàn)回路，大部分采用不銹鋼管（SUS321）作為基礎(chǔ)材料。實(shí)驗(yàn)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(dòng)力工程實(shí)驗(yàn)室的去離子水處理系統(tǒng)制作，它的優(yōu)勢(shì)是保證管壁上不產(chǎn)生結(jié)垢和腐蝕，從而保護(hù)了管壁的壽命，并且保證傳熱過(guò)程的安全性和準(zhǔn)確性。為了使整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中的實(shí)驗(yàn)工質(zhì)--去離子水的質(zhì)量品質(zhì)和實(shí)驗(yàn)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(chǔ)存去離子水。實(shí)驗(yàn)實(shí)際工況需要的壓力和流量需要根據(jù)動(dòng)
【參考文獻(xiàn)】

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