超临界压缩空气储能系统蓄冷换热器优化设计

蓄冷换热器是超临界压缩空气储能系统的一个重要组成部分。为探究蓄冷换热器中设计尺寸参数对蓄冷装置加工和蓄冷性能的影响,以固体氯化钠颗粒作为蓄冷材料设计了一种超临界压缩空气填充床式蓄冷换热器。根据系统的要求参数和压力容器尺寸的约束方程,以罐体质量和加工成本最小、冷量损失最小和蓄冷效率最高为原则对10 MW蓄冷换热器的整体尺寸进行优化。对比发现随着换热器高度的增加,罐体质量和加工成本逐渐增加;对0.5~10 MW不同蓄冷功率下的蓄冷装置蓄冷效率进行对比分析,发现在长径比不变时,蓄冷效率随功率的增大从94.65%到96.08%逐渐提高,冷损失量也同步增加。最后得到在14组的优化数据中,最优参数下,蓄冷换热器冷损失量较低,蓄冷效率为96.08%,同时加工成本也在可接受范围内。