吸热器综述.pptVIP

吸热器研究进展报告 崔福庆，殷欣 2009.07.30 一、背景介绍 在太阳能利用系统中，吸热器组件是实现光热转化的重要组件，其效率的高低对于系统的效率有着重要的影响。故在太阳能研究中，吸热器的研究有着重要的意义。 二、塔式太阳能发电系统 三、塔式太阳能电站吸热器 在各类吸热与热能传递系统中，最具商业化 潜力且研究得最多的是 ： 熔盐系统、空气系统、饱和蒸汽系统 四、碟式太阳能电站吸热器 复合吸热器 发挥空气吸热器和水蒸汽吸热器的共有长处，将两种吸热形式结合起来的吸热器称为复合吸热器。在这种复合吸热器中，管式水蒸汽吸热器主要用于产生蒸汽，空气吸热器产生的高温气体对蒸汽进行二次加热，使蒸汽过热并驱动汽轮机发电。 腔体吸热器的形式 James A与 Terry G在其1985年在SOLAR ENERGY上发表的论文中分别研究了圆柱形、平顶锥形、椭圆形、球形以及复合平顶锥形等5种腔式吸热器的热性能，研究结果表明，吸热器腔体的形状对系统的能量分布有很大的影响，但对吸热器的热效率影响很小。 韩国能源研究所详细分析了平顶锥形和半球圆柱复合形的腔式吸热器的热性能，计算结果表明平顶锥形比半球圆柱混合形吸热器的热性能好。 中国科学院工程热物理研究所的张春平等也对平顶锥形腔式吸热器进行了热性能分析和实验研究，计算了在各种温度下各项热损失所占的比重及吸热器的总效率，并实验给出了加热功率与腔式吸热器的热功率的关系，实验表明，平顶锥形腔式吸热器具有良好的热性能。 张春平所建的吸热器物理模型 热损形式 腔体内表面对聚焦光的反射热损失 腔体内表面通过采光口的辐射热损失 腔体采光口的对流热损失 腔体壁面的导热损失 分析及提出的改进意见 1.腔口直径直接决定着反射热损失的大小；提高壁面吸收率,以减小反射热损失；开口面积等于腔体内表面积时,反射热损失最大 。 2. 壁温对辐射热损失影响最大，因此及时将输入的太阳辐射能由工作介质输出,成为降低壁温的关键。 3. 内壁平均温度、腔口直径、腔内平均直径等决定着对流热损失的大小。尽可能小的腔口直径、内壁温度以及合理的腔内平均直径式减少对流热损失的关键，但又受制造条件、焦平面的能流分布及使用所需要腔口直径等因素的影响，故要综合考虑。 LOGO 吸热器 平板式吸热器 低温应用 中、低温应用 中、高温应用 管式吸热器 腔体式吸热器 本课题的关注点：极高温度、极高热流密度下的辐射－导热－对流耦合的复杂传热规律的研究 吸热器主要研究问题 吸热器内部的传热过程及其强化 吸热器结构的优化 吸热器所用新型材料的研究 吸热器新型形式的构建 针对本课题的研究重点，主要对中高温应用的碟式及塔式太阳能热发电吸热器进行了文献调研。 定日镜系统 吸热与热能传递系统 发电系统 塔式太阳能发电系统的三大组成部分： 定日镜系统 吸热与热能传递系统 发电系统 塔式太阳能发电系统的研究始于20世纪50年代，由于其巨大的商业应用前景，吸引了大量的科研人员对其进行研究，一大批塔式电站相继投入试运行 。 大量的实验和运行数据证明了塔式电站技术上的可行性，以及具有广阔的商业发电应用前景。 Solar One 美国 EURELIOS 意大利 CESA-1 西班牙 80年代塔式太阳能发电站示范工程 90年代塔式太阳能发电站示范工程 Solar Two 美国 TSA 西班牙 （图为TSA的吸热器） 2000年后塔式太阳能发电站示范工程 PS10 西班牙 （效果图） Solar Tres 西班牙 （效果图） 熔盐吸热器 优点：系统无压运行，安全性提高；传热工质在整个吸热、传热循环中无相变，且熔盐热容大，吸热器可承受较高的热流密度，从而使吸热器可做得更紧凑，减少制造成本，降低热损；整个太阳能热力系统的传热、蓄热可共用同一工质，使系统极大的简化。 缺点：熔盐在高温时有分解和腐蚀问题。 采用熔盐吸热器的系统：Solar Two试验电站、建设中的Solar Tres试验电站 吸热器热流回路 管外径和壁厚： 20.06mm ,1.2mm Pyromark 涂料 Solar Two硝酸盐吸热器 材料： 316H不锈钢 吸热器高和直径： 6.1m ,5.2m 入口温度设计为290℃，出口温度设计为565 ℃; 平均太阳辐射能流密度为430 kW/m2时，额定吸收功率为42 MW 反射塔式熔融盐吸热器 空气吸热器 优点：1）从大气来，到大气去；取之不尽，用之不绝；不污染环境；2)没有因相变带来的麻烦；3)允许很高的工作温度；4)易于运行和维护，启动快，无须附加的保温和冷启动加热系统。 缺点：存在流动不均匀及局部过热与失效问题 采用空气吸热器的系统：TSA、SOLAIR-3000、REFOS等 以空气为