高温熔盐传热测试平台设计与传热特性试验研究

发布时间：2020-08-21 19:17

【摘要】：熔盐凭借其传热性能良好,使用温度高,价格低等独特优势,在光热发电与核能发电中有着广阔的应用前景。如何改进熔盐的传热储热性能,提升熔盐系统容量与稳定性,是传热领域的前沿问题。本文通过自主设计并搭建了熔盐传热试验台,以硝酸钠和硝酸钾混合盐为工质,对其在微小通道内的流动传热特性展开研究。主要完成的工作及结论如下:(1)通过广泛查阅文献,了解了熔盐物性与熔盐传蓄热技术,按照相关的技术要求,对主要试验设备进行了详细的设计、计算和选型,自主搭建了熔盐传热系统;并且确定了熔盐测试方案,定量分析了测量数据的不确定度,为后续试验奠定了基础。(2)使用去离子水进行调试试验,完成了系统基本参数的标定工作。试验结果表明:壁温沿管长方向持续递增;随着内壁热流密度与流量的增大,局部Nu数与平均Nu数均会增大,都能增强管内的对流换热效果;将试验数据与Dittus-Boelter、Gnielinski等经典的传热关联式进行了对比,其90%的数据相对误差均在25%以内,验证了试验数据的可靠性。(3)通过调整装置,改变加热方式等综合措施对系统进行优化,成功解决:了熔盐试验中,由于二元盐凝固点高,极易出现管路冻堵的难题,并获得了层流状态下二元盐在微小通道内流动传热数据。结果表明,热流密度的持续增大会使对流换热系数持续增大,并且实验数据与Sieder-Tate公式吻合较好,误差在25%以内,表明Sieder-Tate公式能够较好的预测层流区域内熔盐的换热性能。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK124;TM61
【图文】：

图 1-2 中控太阳能电站 图 1-3 秦山核电站Fig.1-2 Zhong Kong solar power station Fig.1-3 Qinshan Nuclear Power Station核电作为目前发展比较成熟且可大规模利用的清洁能源，其历史可以追溯到20世纪50年代二战后的冷战时期。1954年，苏联在莫斯科近郊建成世界上第一座试验核电站—奥布灵斯克核电站，使核能的和平利用成为现实。虽然这座核电站

第三代反应堆是世界上正在运行的主要反应堆系统，由于第二代反应堆存在一定的安全性问题；第三代先进的压水堆核电站在二代反应堆的基础上加强了核能安全，提高了核电站的可靠性。如图1-3所示，秦山核电站是中国自行设计、建造的第一座300MW压水堆核电站。长期以来，核电站的安全性一直是制约核电发展的重要因素，为了更好地合理建设核电站、杜绝核污染，美国等九国在2001年联合成立了第四代核能系统国

图 1-5 熔盐堆Fig.1-5 Molten salt reactor反应堆不同，熔盐堆采用循环流动的液体熔盐燃料，简化了反反应堆的安全性。熔盐的特殊性使得熔盐堆具有很多独特的性熔盐具有比热大，沸点高等优势；其次，裂变热主要释放在熔

【参考文献】

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本文编号：2799758