液態(tài)鉛鉍槽式太陽能集熱管設(shè)計及性能分析.pdf

1、槽式光熱發(fā)電技術(shù)具有風(fēng)險低、技術(shù)可靠、經(jīng)濟性好等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用。當(dāng)前，商業(yè)化應(yīng)用的傳統(tǒng)槽式集熱管為單層真空玻璃套管結(jié)構(gòu)，傳熱介質(zhì)以導(dǎo)熱油和熔鹽為主。受其結(jié)構(gòu)及傳熱介質(zhì)熱物性的影響，高溫工況下傳統(tǒng)槽式集熱管的集熱效率相對較低。本文在總結(jié)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和最新進展的基礎(chǔ)上，提出采用具有良好熱物理性能的液態(tài)鉛鉍合金(LBE)作為新型傳熱介質(zhì)，系統(tǒng)分析了槽式集熱管集熱性能與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，并初步分析了50MW光熱電站系統(tǒng)。論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如

2、下:
　　(1)分析了非均勻熱流下集熱管內(nèi)液態(tài)LBE的傳熱特性，通過與經(jīng)驗公式對比，驗證了非均勻熱流下?lián)Q熱計算公式的有效性。基于槽式集熱管二維穩(wěn)態(tài)傳熱模型，對比分析了不同介質(zhì)下的集熱性能及其影響規(guī)律。重點研究了直射太陽輻射強度(DNI)、出口溫度、環(huán)形真空區(qū)壓強、涂層發(fā)射率及環(huán)境溫度與風(fēng)速對集熱管性能的影響。結(jié)果表明，四種傳熱介質(zhì)中液態(tài)金屬傳熱下的集熱效率高于融鹽與導(dǎo)熱油;出口溫度565℃時熔鹽的效率為53.2％，低于液態(tài)LBE的

3、59.45％;環(huán)境風(fēng)速的改變對槽式集熱管效率的影響不明顯。
　　(2)針對當(dāng)前傳統(tǒng)槽式真空集熱管能量損失大、集熱效率低的問題，對傳統(tǒng)槽式真空集熱管進行了優(yōu)化設(shè)計，提出了一種含有中間玻璃套管的新型槽式集熱管，對其集熱性能及其影響因素進行了理論分析。結(jié)果表明，該新型槽式集熱管在能量損失方面優(yōu)于傳統(tǒng)集熱管，涂層發(fā)射率和真空區(qū)壓強對能量損失的影響較大，環(huán)境風(fēng)速的影響較小。工作溫度為800℃時新型集熱管的能量損失較傳統(tǒng)集熱管低448.25W