太阳能热发电用熔盐优化及熔盐中材料的腐蚀行为研究

发布时间：2017-12-04 17:20

  本文关键词：太阳能热发电用熔盐优化及熔盐中材料的腐蚀行为研究

  更多相关文章： 传热蓄热 最优Solar Two、Hitec熔盐 熔盐热物性能 不锈钢腐蚀性

【摘要】：太阳能具有储量大、分布广泛、无污染等优点;在可再生能源利用中,太阳能热发电被成为是最有前途的发电方式。其中传热蓄热技术是太阳能热发电的关键技术之一。目前使用较多且较成熟的传热蓄热材料为硝酸熔盐体系,但Solar Two熔盐体系的缺点是熔点较高、导热率低;同样Hitec盐体系存在NaNO2容易分解而导致熔盐劣化,热稳定性变差的问题。因此,研究出具有熔点低、熔化热大、比热容高、粘度小、热稳定性好的高温熔盐,对太阳能热发电具有重要意义。本文在Solar Two、Hitec熔盐体系基础上通过调整其组分比例与添加添加剂进行改性研究。利用综合热分析仪(DTA)测试制备熔盐的熔点、熔化热(或者相变潜热),筛选出改性效果较好的添加剂及添加量。以改性效果好的添加剂为正交实验因素,利用正交试验对Solar Two、Hitec熔盐体系改性研究,综合分析各个因素对熔盐的熔点、熔化热的影响,在Solar Two、Hitec熔盐各筛选出了一个热力学性能最优的改性熔盐配方。Solar Two熔盐体系最优热力学性能的熔盐配方为90%Solar Two+9%NaNO3+1%additive-C(简称最优Solar Two熔盐),其熔点为213.7℃、熔化热为106.11J/g。Hitec熔盐体系最优热力学性能的熔盐配方为85%Hitec+10%NaNO3+2%NaNO2+1%additive-A+2%additive-C(简称最优Hitec熔盐),其熔点为121.7℃,熔化热为68.11J/g。采用DTA热分析方法、阿基米德法、激光闪射法、旋转柱法测量了两种改性熔盐的比热容、密度、导热系数、粘度等热物性参数,并研究了熔盐蓄/放热性能和热稳定性。两种熔盐的密度与温度呈线性关系。最优Hitec熔盐和最优Solar Two熔盐的粘度均约在1.8Cp,具有良好的流动性能;最优Solar Two熔盐和最优Hitec熔盐的导热系数分别为0.556/W·m-1·K-1、0.405/W·m-1·K-1。两种熔盐蓄/放热循环10个周期后,其凝固和熔化温度几乎保持不变,热循环性能良好;在高温环境下熔盐质量损失较小,热稳定较好。最后,在静态环境下,获得了304、316L、321H、P91、12CrMoVG五种金属材料在500℃下两种优化熔盐中的腐蚀动力学曲线并评价其耐蚀性。316L、304、321H耐蚀性较好,P91次之、12CrMoVG的耐蚀性较差。由SEM/EDS分析可知,它们的腐蚀产物主要Fe氧化物或者Fe、Cr氧化物。
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615

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本文编号：1251744