塔式太阳能熔盐吸热器光-热-力耦合模拟及性能分析

外露式吸热器因其具有耐高温、结构简单等优点成为塔式太阳能发电系统中最具发展前景的吸热器形式之一。非均匀太阳能流对吸热器安全高效运行有着直接影响,有必要对整个外露式吸热器在非均匀能流下的换热特性及应力分布开展研究。本文基于蒙特卡洛光线追踪法、有限体积法、有限元法构建了外露式吸热器光-热-力耦合数值模型,分析了外露式吸热器在不同工况下的光热转换性能,对非均匀热流下外露式吸热器整体应力分布及局部应力特性进行了探讨。研究发现光热效率的变化与DNI的变化具有伴随性;吸热器外壁温度与内部熔盐温度变化趋势一致;吸热器迎风侧对流换热系数较大,具有较高的对流损失;吸热器表面非均匀的太阳辐射能流会导致吸热壁面温度分布不均从而产生较大的集中应力;特别是北侧高热流密度区集中应力均大于南侧,吸热管内外侧温差导致受光侧和背光侧交接处应力集中。