太阳能高温熔盐传热蓄热系统设计及实验研究

【摘要】： 在环境污染和能源形势日趋严峻的背景下,开发太阳能等可再生和绿色能源具有广阔的发展前景,高温传热蓄热技术则是太阳能高温热利用的关键技术之一。 在国家“973”课题的支持下,广泛阅读文献,掌握了国内外太阳能高温传热和蓄热技术的最新进展,为此,设计了三种应用于太阳能热驱动生物质超临界水气化制氢系统中的高温传热蓄热方案。通过分析比较,确定采用蓄热罐和反应器分离方式为最终传热蓄热方案。 高温热载体作为太阳能高温传热蓄热系统中的传热和蓄热介质,其工作性能的好坏直接影响着系统的效果和应用前景。为此,分析比较了目前工业中常用的高温传热和蓄热介质,针对其不能满足系统要求这一现状,开发了以氯化钠、氯化钾和无水氯化镁为原料的新型复合熔盐,配制了不同纯度、不同比例的熔盐样品,采用差示扫描量仪(DSC)测量分析了其熔点与相变潜热值,并通过反复加热、冷却的方式对复合熔盐的热稳定性进行了实验研究。结果表明,此复合熔盐具有合适的熔点和良好的热稳定性,是一种优良的高温热载体。同时,对复合熔盐密度、比热、导热系数和粘度等物性参数进行了理论计算。 本文介绍了太阳能高温传热蓄热系统中太阳能高温吸热器、高温熔盐罐、低温熔盐罐、熔盐-水换热器和高温熔盐泵等主要部件的工作原理,并对其进行了详细的设计计算和选型。 设计了高温熔盐性能测试方案,对实验系统的主要设备进行了设计和加工。不过由于时间的限制,尚未能得出实验测试数据。 【关键词】：太阳能 传热 蓄热 熔盐
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TK513
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 符号表6-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 课题背景及意义11-14
• 1.1.1 太阳能是人类能源利用的必然选择11
• 1.1.2 太阳能热发电和太阳能热规模制氢有着广阔的发展前景11-14
• 1.1.3 高温吸热和蓄热是太阳能热发电和制氢中关键技术14
• 1.2 太阳能高温蓄热国内外研究现状14-19
• 1.2.1 潜热蓄热14-15
• 1.2.2 化学反应热蓄热15-16
• 1.2.3 显热蓄热16-19
• 1.3 课题来源及主要研究内容19-21
• 第2章 太阳能热驱动生物质超临界水气化制氢系统21-29
• 2.1 生物质超临界水气化制氢21
• 2.2 聚光系统21-23
• 2.3 太阳能传热蓄热系统23-28
• 2.3.1 无蓄热罐的方案23-24
• 2.3.2 蓄热罐与反应器一体的方案24-25
• 2.3.3 蓄热罐和反应器独立的方案25-27
• 2.3.4 三种方案的分析与比较27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 高温熔盐的实验及理论研究29-47
• 3.1 热载体的选用29-32
• 3.1.1 选用原则29
• 3.1.2 常用热载体的比较29-31
• 3.1.3 新型热载体的选用31-32
• 3.2 实验研究32-34
• 3.2.1 实验试剂32
• 3.2.2 实验仪器及设备32
• 3.2.3 熔盐的配制32-33
• 3.2.4 熔点及相变潜热的测定33-34
• 3.3 实验结果及讨论34-41
• 3.3.1 熔盐均匀性测试34-36
• 3.3.2 纯度对熔盐熔点的影响36-40
• 3.3.3 熔盐热稳定性研究40-41
• 3.4 熔盐物性参数的确定41-45
• 3.4.1 密度41-42
• 3.4.2 比热容42-43
• 3.4.3 动力粘度43-45
• 3.4.4 导热系数45
• 3.5 本章小结45-47
• 第4章 太阳能传热蓄热系统主要部件设计及选型47-70
• 4.1 高温吸热器的设计47-52
• 4.1.1 工作原理及特点47
• 4.1.2 设计条件及要求47
• 4.1.3 结构设计47-51
• 4.1.4 材料选取51
• 4.1.5 吸热管结构图51-52
• 4.2 低温熔盐罐的设计52-58
• 4.2.1 工作原理及特点52
• 4.2.2 设计条件及要求52
• 4.2.3 低温熔盐罐的结构设计52-58
• 4.2.4 低温熔盐罐结构及实物图58
• 4.3 高温熔盐罐的设计58-60
• 4.3.1 工作原理及特点58-59
• 4.3.2 设计条件及要求59
• 4.3.3 高温熔盐罐的结构设计59-60
• 4.4 熔盐-水换热器60-65
• 4.4.1 设计参数及基本要求60-61
• 4.4.2 热平衡计算61-62
• 4.4.3 结构设计62-65
• 4.5 高温熔盐泵的选型65-69
• 4.5.1 流量的计算65-66
• 4.5.2 扬程的计算66-67
• 4.5.3 泵的选型67-69
• 4.6 本章小结69-70
• 第5章 熔盐性能测试实验台的设计及搭建70-81
• 5.1 实验系统流程图70-71
• 5.2 系统主要部件的设计及选型71-79
• 5.2.1 加热器的设计71-76
• 5.2.2 冷却器的设计76-78
• 5.2.3 系统部件的选型78-79
• 5.3 系统部件的连接及布置79-80
• 5.4 本章小结80-81
• 结论81-83
• 参考文献83-87
• 攻读学位期间发表的学术论文87-88
• 致谢88

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

碟式太阳能热发电系统吸热器传热方式的分析与比较    杨征;吴玉庭;马重芳;

槽式太阳能热发电双罐式熔融盐间接储热系统设计研究    田增华;张钧;

聚焦式太阳能热发电中的蓄热技术及系统    尹辉斌;丁静;杨晓西;

高温太阳能吸收器的优化设计    吴小翠

LiNO_3熔融盐水平管内强制对流换热实验研究    叶猛

熔融盐物性精度对传热特性影响分析及粘度推算    杨进学

塔式太阳能吸热器的热工数值模拟    李培娟

太阳能供热的生物质超临界水制氢系统传热蓄热介质的优选    王红纳

太阳能驱动的生物质超临界水气化制氢系统的优化研究    王贝贝

一侧开口式圆柱形腔体热损失特性的实验研究    徐连辉

高温熔盐相变蓄热系统的数值模拟    邢玉明,崔海亭,袁修干

太阳能热发电技术    李斌,李安定

碟式聚光太阳能热发电系统用腔式吸热器热性能分析    张春平,刘志刚,赵耀华,唐大伟

螺旋管内单相及沸腾的强化换热与阻力特性实验    李隆键,崔文智,辛明道

采用新的热载体 勇闯节能新途径    张建忠

有机热载体的选择及其应用    白坤江,侯建波

空间站太阳能蓄热/吸热器轻量化研究    崔海亭,袁修干,邢玉明

中国可再生能源发展战略与政策研究    张正敏 ,王革华 ,高虎

HTS高温载热体及其在化工生产中的应用    张建忠

太阳能供电    李南

坦克炮管温度场的有限元计算    罗来科,宣益民,韩玉阁

关于工业热管的回顾与展望    唐志伟,马重芳,蒋章焰

高温熔盐的制备及实验研究    吴玉庭;朱建坤;张丽娜;马重芳;

太阳能PV技术与LED光源——建筑照明节能的新途径    郝培华;马小军;詹俊;

催化燃烧炉特性的实验研究    张世红,王祺,周琦

催化燃烧炉近零污染排放和其技术利用的研究    张世红,宋鹏,刘雪莲,周琦

应用微机建立玻璃窑炉池壁温度场模型    曹艳丽;童树廷;

新型管翅式滑油散热器在气垫船上的应用    钱卫忠;缪红建;

浅析我国可再生能源的财税支持政策    范玲玲;

相变储能材料的研究进展与应用    陈爱英,汪学英,曹学增

影响玻璃熔窑池壁使用寿命因素的研究    陈静;曹艳丽;童树廷;周萘;

汽油机燃烧室多体耦合系统瞬态传热模拟    刘志恩;蒋炎坤;董哲林;陈国华;

高技术引领生物质能协同生态环境可持续发展    理河;冼萍;陆豫;钟莉莹;

绿色汽车的构想    李海燕;孟文俊;

恒温汽-水换热器的传热和流动特性仿真    张艳乔;韩吉田;

新能源发电技术综述    李永东;苑国锋;高跃;

泡沫金属内流体冻结相变传热的数值模拟    陈振乾;施明恒;

泡沫金属内流体冻结相变传热过程的研究    杨秀;陈振乾;施明恒;

提高硅酸铝纤维分散性能的研究    王晶晶;赵传山;姜亦飞;

太阳能发电技术的发展及应用    钱瑾;王培红;兰立君;陆璐;

熔融盐高温斜温层混合蓄热的热过程特性    左远志

卧式螺旋管内临界热流密度特性及其流体模化方法研究    陈常念

有机基太阳能电池中有序结构材料及其界面和性能    杨志胜

中国风电产业融资问题研究    张伯松

江苏省沿海潮间带风电产业综合评价研究    严晓建

太阳能电动车关键技术研究    李春芳

高功率轴快流CO_2激光器气体流场及热交换的模拟与优化    黄鸿雁

分布式发电条件下配电系统保护原理研究    孙景钌

基于与采暖系统耦合的寒冷地区新型热水供应系统理论与实验研究    王宏伟

TiB_2-BN复相陶瓷的制备及性能研究    王玉成

蓄热电池一体化结构设计技术研究    徐鑫

蒸气压缩式制冷装置稳态仿真及分析    高珊

三相光伏并网发电系统研究    雷家宁

风光联合发电系统建模与设计    陈丽

超支化聚氨酯固—固相变储能材料的改性研究    廖丽

西部地区能源可持续发展法制问题研究    黄静

金属空气燃料电池聚合物电解质的合成    刘毅

一种新型的太阳能光伏发电控制系统的研究    刘凤龙

螺旋管道内的流动阻力和传热性能研究    徐洪涛

嵌入全球价值链的中国光伏产业发展路径研究    张翱林

氢能源——二十一世纪的新能源    邵栋;

高温熔盐的制备及实验研究    吴玉庭;朱建坤;张丽娜;马重芳;

高温熔盐相变蓄热系统的数值模拟    邢玉明,崔海亭,袁修干

表征能质的两大热力学参数——熵与(火用)的对比分析    张友利;唐前辉;

分离热交换器传热系数的最优化方法    詹宗勉 ,马幼周

太阳能热发电技术    李斌,李安定

中国能源总体形势与科学研究发展方向    倪维斗,江宁

氢气的生产方法综述    郑秋艳;王少波;李绍波;李本东;王占卫;

太阳能喷射式制冷循环的热力学熵分析    季一新;陶乐仁;王金锋;

氢能的利用及发展动向    陈梅;

熔融盐高温斜温层混合蓄热的热过程特性    左远志

热障涂层隔热性能研究    牟仁德

槽式太阳能热发电站微观选址的方法研究    赵明智

太阳能电池多晶硅薄膜铝诱导晶化（AIC）机制及工艺控制研究    王成龙

熔融盐横纹管吸热器传递特性与强化机理研究    文玉良

碟式太阳能热动力发电系统的研究    赵刚

太阳能聚能系统能量传输特性分析    孙加滢

一种新型高效太阳能集热器的设计与研究    胡锦达

太阳能高温熔盐优选及腐蚀特性实验研究    孙李平

塔式太阳能热发电系统集成及性能优化    宿建峰

内插式太阳能真空管空气集热器集热性能研究    袁颖利

碟式斯特林太阳能热发电系统的模型构建和优化研究    何坚

碟式太阳能吸热器的性能实验研究    李珍

混合硝酸盐横纹管强化传热实验研究    王树涛

一侧开口式圆柱形腔体热损失特性的实验研究    徐连辉

R134a在螺旋管内的流动沸腾传热    崔文智,廖全,辛明道

空间发电系统热能储存容器的二维模型    邢玉明,侯欣宾,栗卫芳,杨春信,袁修干

太阳能热动力系统吸热/蓄热器能量分析    侯欣宾,袁修干,崔海亭

不同空穴位置下固液相变换热过程的差别    董克用,袁修干,邢玉明

我国太阳能资源及其开发利用    赵媛,赵慧

太阳能供电的展望    兰·安德森,刘增义

我国阳光发电技术面临的问题和对策    陈哲艮

国内太阳能热水器市场分析    许美荣,于红艳

生物制氢技术的研究与发展    李建政,任南琪

论氢能源和氢能源系统    肖建民

太阳能光电化学制氢综述    黄曙良;郭烈锦;

太阳能光催化分解水制氢技术研究进展    毛肖岸;郭烈锦;

蓬勃发展的青海省光伏事业    刘宏;

高温相变材料Al-Si合金选择及其与金属容器相容性实验研究    刘靖;王馨;曾大本;郭旭涛;张寅平;狄洪发;江亿;

太阳能高温热发电蓄热技术研究进展    杨小平;杨晓西;丁静;杨敏林;

太阳能辅助加热电蓄热系统的设计应用    顾春宁;陈志辉;郭盛桢;包航斌;

太阳能在日本农业中的应用    唐大凯;刘美凤;

高温熔盐在螺旋槽管内传热特性的试验研究    沈向阳;丁静;陆建峰;杨建平;

卫星发电站    

我国第一艘硅太阳能游船    曾勇新;

太阳能采油    颂阳;

太阳能自行车    

国际太阳能新闻    敏感

北京市某农村居民住宅太阳能地板辐射供暖系统的实验分析    于喜哲;李德英;高岩;

太阳能利用及太阳能新材料发展状况    宋力昕;章俞之;

温州市太阳能资源初步评估    郑峰;吴正可;

新千年中国太阳能光伏的曙光    崔容强;胡宏勋;秦玉茂;殷石健;黄燕;孙铁囤;车孝轩;

太阳能固体除湿制冷吸附剂的特性研究    崔群;姚虎卿;陶刚;

对黑龙江省太阳能开发利用的思考与建议    康树人;

太阳能在建筑物供暖空调系统中的应用    李忠;郑瑞澄;何涛;

中国BIPV市场发展趋势    陈维;沈辉;王宁;施晓丹;杨振宝;

太阳能在便携式小家电产品中的一种应用    陈永郑;张磊;鹿红伟;吴民安;陈坚波;周国勇;王世阳;李良;

谈谈影响充电控制器控制精度的几个因素    蔡建才;

皇明跨品牌领养太阳能“孤儿”    周春玲

中国太阳能秋交会将现身今年经洽会    周青松姜玉涛

德国面临太阳能组件短缺    陈曙辉　编译

探访北京首座太阳能大厦    本报记者 霍霞

太阳能与墨西哥农业    袁炎长

全市倾力打造的系统工程    本报评论员

“五星太阳能”现代营销理念见成效    马津

“绿色环保”太阳能的推广者    本报记者 杨自力 刘衍华 通讯员 主明春

铸就节能阳光伟业    高海燕

太阳能产业步入“科学的春天”    

NdF_3-LiF-Nd_2O_3系熔盐结构的研究与应用    胡宪伟

地下蓄能时变特性及其能量特征分析    李明

太阳能固体吸附式制冰系统的优化与实验研究    龙新峰

太阳能碟式/碱金属热电转换系统中热管式吸热器对流热损失特性研究    肖兰

熔融盐横纹管吸热器传递特性与强化机理研究    文玉良

TiO2熔盐电解制备钛及其反应机理的研究    李泽全

流化床内流动、传热及燃烧特性的离散颗粒模拟    刘安源

喷射器与太阳能喷射式制冷系统研究    张博

地热换热器的传热问题研究及其工程应用    刁乃仁

小型高效太阳能吸收式制冷系统涡旋发生器特性研究    王艳

太阳能高温熔盐传热蓄热系统设计及实验研究    朱建坤

同乐太阳能企业的现存问题与发展对策    黄润华

太阳能吸附式制冷装置系统研究    张运真

光伏并网发电系统及其控制策略的研究    李征

振荡流热管的研究及其在太阳能集热器中的应用    陈传宝

新型太阳能路灯控制器设计与实现    彭路明

太阳能地源热泵式空调系统研究    刘逸

太阳能烟囱数值模拟与自然通风的非线性研究    王晓冬

风光互补发电控制系统的研究与开发    王宇

自适应复精度太阳跟踪平台    孙茵茵