熔盐储罐的结构设计与性能研究

发布时间：2020-08-12 23:11

【摘要】：目前的发电技术利用传统能源发电会导致能源紧张和环境污染等一系列社会问题。所以为了解决传统能源所面临的问题,对新能源的开发与利用就成为世界各国迫在眉睫的问题。目前,世界各国主要利用的新能源是太阳能。太阳能具有诸多传统能源无法比拟的优势。太阳能被有效应用于发电领域。太阳能发电技术应用最广泛的是太阳能光热发电。太阳能光热发电最关键的是储热系统,而熔盐储罐是关键的储热设备。所以本论文主要以青海共和50MW塔式熔盐光热发电系统中的主要储能设备-熔盐储罐为研究对象,首先对熔盐储罐进行结构设计,然后运用有限元分析软件ANSYS Workbench14.0对所设计的熔盐储罐进行数值模拟研究,研究分析所设计的熔盐储罐是否满足使用要求,以此为建造熔盐储罐提供理论依据。本文研究内容包括四个部分,一是在ANSYS Workbench中的Static Structural模块对熔盐储罐进行静力学模拟分析。研究结果表明:所设计的熔盐储罐满足强度的要求。二是在ANSYS Workbench中的Modal和Response Spectrum模块对熔盐储罐进行动力学分析。研究结果表明:大型熔盐储罐建立在多发地震区时,应将水平地震作用下的强度校核结果作为评价熔盐储罐抗震性能的一项指标。三是在ANSYS Workbench中的Steady-State Thermal模块对熔盐储罐进行热分析,分别对熔盐储罐的罐顶、罐壁、罐底温度场进行有限元模拟。研究结果表明:罐壁和罐顶材料S31603的传热性能好,保温性能差,保温层材料硅酸铝纤维的保温性能好,满足熔盐储罐使用要求。罐底第一层材料钢衬板传热性能好,保温性能差。第二层的绝热耐火砖和第三层的泡沫玻璃保温性能好,几乎隔绝了罐内高温的传递,使得第四层泡沫水泥的温度与罐外温度相接近,满足熔盐储罐使用要求。四是在ANSYS Workbench中的Steady-State Thermal和Static Structural模块,在此基础上添加疲劳工具Fatigue Tool对熔盐储罐进行疲劳强度模拟。研究结果表明:熔盐储罐在交变载荷的作用下不会发生疲劳破坏,熔盐储罐的设计满足实际使用要求。
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM615
【图文】：

图 1.1 太阳能光热发电系统示意1.2 四种类型的太阳能光热发电技术根据不同的聚光系统类型[4]，太阳能光热发电可分为 4 种类型，即抛物槽式、塔式、线性菲涅尔和碟式。四种类型的太阳能光热发电如图 1.2 所示[4]。

图 1.1 太阳能光热发电系统示意1.2 四种类型的太阳能光热发电技术根据不同的聚光系统类型[4]，太阳能光热发电可分为 4 种类型，即抛物槽式、式、线性菲涅尔和碟式。四种类型的太阳能光热发电如图 1.2 所示[4]。

塔式太阳能热电站熔盐传热蓄热的双罐蓄热系统

【参考文献】

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本文编号：2791153