周向非均匀热流边界条件下混合熔融盐在太阳能高温吸热管内的强化换热研究

周向非均匀高密度热流引发的过热问题一直影响着太阳能热发电站中高温吸热器的运行安全,混合熔融盐作为高温传热工质的引入使得这一问题更加严峻。该文建立了混合熔融盐在太阳能高温吸热管内对流换热与强化换热数值计算模型,研究了周向非均匀热流边界条件下混合熔融盐在光滑管与强化换热管内的换热性能。结果显示:内插螺旋纽带强化换热方式对周向非均匀热流边界条件下吸热管的管壁温度和管内流体温度分布均匀性有明显改善。间隙率C与扭曲率y的减小都有助于强化换热效果的增加,特别是C=0,即内插纽带完全接触管壁时,强化传热效果最为显著,但与此同时小的间隙率与扭曲率也造成阻力系数的增大。

周向非均匀热流边界条件下太阳能高温吸热管内湍流传热特性研究

周向非均匀高密度热流引发的过热问题一直影响着太阳能热发电站中高温吸热器的运行安全。该文建立了太阳能高温吸热管对流换热电加热实验台和数值计算模型,通过实验研究和模拟计算,研究了周向非均匀热流边界条件下吸热管壁温度分布规律。研究结果显示:周向非均匀热流边界条件下吸热管壁温度分布与截面圆心角余弦呈函数关系,实验测量结果与数值计算结果吻合较好;经典Dittus-Boelter公式仍可用于计算周向非均匀热流边界条件下吸热管内的换热计算,但不适用于管壁温度分布计算。文中给出了周向非均匀热流边界条件下吸热器管壁温度计算关联式。

抛物槽式太阳能吸热管热损失研究

利用稳态平衡的方法测出了抛物槽式太阳能吸热管的热损，并拟合出了公式，为吸热管热性能提供了重要参数。分析计算了吸热管端部保温部分热损失以及金属管的膨胀量、风速和环境温度对热损的影响，结果表明：吸热管端部热损比较大，占总热损7．3％-9．1％，在槽式太阳能热发电站运行时也应该做好端部的保温；吸热管温度越高，热损越大；风速越大，环境温度越高，热损越大，但风速和环境温度影响较小；热损随着金属管的膨胀量的增大而减小，但是热损变化微乎其微，可以不加考虑。

太阳能塔式热发电站熔融盐吸热器过热故障的影响因素分析

在塔式太阳能热发电站中使用熔融盐作为换热工质,有利于提高电站整体运行效率,但高温下运行的吸热器易发生过热故障,对吸热器的结构与熔融盐都会造成破坏。为了找出过热发生的主要影响因素,利用计算流体力学数值模拟软件,对吸热器及换热工质各项参数进行温度的敏感性分析。分析结果表明,决定吸热器圆管及内部工质局部温度的变量主要有4个,分别为辐照能流极大值qmax、吸热器圆管壁厚δ、熔融盐工质的流速u与流体平均温度tf,并进一步分析了这4个变量对温度的影响趋势及各自原因。这一结论有助于吸热器运行时进行局部过热的预测。该文还提出了将其用于判断吸热器过热的方法。

塔式太阳能电站定日镜场的建模与仿真

塔式太阳能电站腔式吸热器内表面的能流分布特征不仅对于电站控制系统的设计具有一定的指导作用,而且对于整个电站的安全运行具有极其重要的意义。该文以1 MW"大汉"塔式太阳能电站的聚光–吸热系统为研究对象,采用蒙特卡洛光线追迹法,建立了定日镜场的动态仿真模型。根据最终的定日镜场布置,在给定太阳辐射模型下,不仅对春分日腔式吸热器内表面的平均能流密度随时间的变化进行了模拟,同时对不同时刻的腔内能流分布特征进行了分析。结果显示,从镜场聚焦的入射能流主要分布在吸热器背侧和两侧表面。文中所得结论对吸热器的优化、控制系统的设计以及整个系统的安全运行具有一定的参考意义。

多云气象条件下熔融盐腔式吸热器的热性能分析

利用室内熔融盐腔式吸热器的实验平台研究了频繁云遮对熔融盐腔式吸热器热性能的影响。分析了在辐照剧烈变化时,吸热器的出口温度响应情况以及多云天气持续的时间对吸热器平均热效率的影响,实验台采用国内自主研制的新型熔融盐。实验发现,相比于剧烈变化的输入功率,熔融盐吸热器的出口温度变化较为平缓。从管板温度变化情况可以看出,吸热器壁面温度随时间的变化率与壁面温度成正比。另外,分析了多云气象条件下储热罐中熔融盐体积与盐罐中流体平均温度的关系,储热罐中熔融盐体积越大,吸热器出口温度的波动对盐罐内熔融盐温度的影响就越小,但是当储热罐中熔融盐体积大于一定值时,这种效果越来越不明显。

定日镜跟踪纠偏策略综合应用研究

主要介绍了基于跟踪轴参考位错位法的定日镜纠偏子系统的纠偏流程和纠偏数据库内修正值的计算方法和应用方式,同时介绍了基于几何误差模型的定日镜跟踪纠偏策略的误差模型及其求解方法。通过分析位于北京延庆的DAHAN电站(1 MW塔式太阳能热发电站)的实测数据及两种纠偏策略的工作原理,提出两种定日镜跟踪纠偏策略综合应用的3种方式。并从纠偏策略的原理和BCS(Beam Characterization System)的精度两个方面分析纠偏策略无法解决跟踪误差的原因。