太阳能高温熔盐传热蓄热系统设计及实验研究

发布时间：2020-05-26 18:05

【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。
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太阳能热发电系统

北京工业大学工学硕士学位论文速崛起。目前太阳能发电主要有两种形式：太阳能光发电和太阳能热发电。太阳能光伏发电是太阳能光发电的主流，是利用太阳能半导体电子器件有效收太阳能辐射，并使之转变为电能的一种直接发电技术。自 20 世纪 70 年代全油危机以来，太阳能光伏发电在世界引起了高度重视，各国政府纷纷制定政策励和支持太阳能光伏发电技术，发电成本不断降低，生产规模不断增大，技术成熟，并网发电已经成为规模[4,5]。不过太阳能光伏发电不易建成大规模的电站且材料成本高，加上最近研究表明的太阳能电池二次污染的问题，使太阳能光电系统的应用领域受到了限制，，从真正意义上实现大规模的太阳能发电，只有太阳能热发电技术。太阳能热发电(见图 1-1)，是指利用聚光器捕获并聚集太阳辐射，并发送至吸产生中高温热流体，然后驱动传统的热机（如汽轮机、燃气轮机、斯特林机等产生电能的一门综合性高新技术[6,7]。自 20 世纪 80 年代开始，美国等许多国家就

太阳能热发电,成本预测

图 1-2 太阳能热发电成本预测Fig.1-2 Forecast of the cost of solar thermal electric generation2、太阳能热规模制氢氢是地球上储量最为丰富的元素，氢能因其能流密度高，转化、利用效率高储运性能好等一系列突出优点而被公认为新一代理想的替代能源，氢燃烧的产水，水又可分解制氢，氢能系统可构成一种洁净、无污染、可再生的可持续发式。随着规模制氢、储氢及氢能利用技术的迅速发展，氢能极有可能成为未来能并列的二次能源、终端能源和最主要的蓄能方式[8,9]。目前，在全世界氢产量中，95%的还是来自煤、石油和天然气等常规能源，这氢方法既加速了能源的枯竭，又会对环境造成了污染，必将受到一定的限制，太阳能从水中制取氢气则成为非常有前途的制氢途径。(1)太阳能光解水制氢太阳能光电化学分解水制氢和光催化分解水制氢都是利用太阳光直接分解水氢气的一门技术，是最有吸引力的可再生能源制氢途径，不过目前只处于实验究阶段，在大规模应用之前还需要许多路要走[10]。
【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

【引证文献】