太阳能单罐蓄热系统的数值模拟与性能分析研究

文章以太阳能单罐蓄热系统为研究模型,以新型三元熔融盐KNO3-Na NO3-Na NO2为传热、蓄热介质,利用Fluent软件对熔融盐在斜温层蓄热单罐中的流动规律和传热特性进行数值模拟研究。研究结果表明:随着熔融盐入口流速的增大,斜温层厚度逐渐增加,蓄热效率逐渐降低,但过低的入口流速会延长蓄热周期;冬季、夏季工况下,应对罐体进行保温,并减少蓄热进程的中断,以降低热损失,提高蓄热单罐的蓄热效率。研究结果为单罐蓄热系统蓄热效率的提高指明了一条新思路,并为更加复杂的单罐传热以及蓄热模型的改进与研究奠定基础。

熔融盐斜温层单罐蓄热的热力性能优化研究

熔融盐单罐蓄热系统是一种高效、经济的太阳能高温蓄热技术,能有效弥补太阳能热发电系统间歇性、不连续性供能的缺点,其性能优劣直接影响着整个发电系统的效率。通过以此为研究对象建立了熔融盐斜温层蓄热罐二维轴对称模型,针对不同的蓄热系统工作条件,采用多孔介质局部非热平衡模型对蓄热系统放热及蓄热过程进行模拟。研究表明:当熔融盐进口流速增大、孔隙率减小、固体颗粒直径增大及蓄热罐散流器高度增大时,蓄热罐内热扰动增强,斜温层厚度随之增大,蓄热系统效率降低;蓄热罐高径比越大系统效率越高。根据上述结果对蓄热罐进行了热力条件及结构的优化,计算表明优化后的蓄热系统蓄、放热效率均达到85%左右,较优化前的系统有较大幅度的提升。