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太阳能高温熔盐传热蓄热系统设计及实验研究

朱建坤  
【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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