熔盐储热罐散热试验研究.pdf

第15卷第1期沈阳工程学院学报（自然科学版）Vol.15No.12019年1月JournalofShenyangInstituteofEngineering（NaturalScience）Jan.2019DOI：10.13888/j.cnki.jsie（ns）.2019.01.012熔盐储热罐散热试验研究王钰森1a，初泰青1a，王智2，庞开宇2，冯兆兴1b（1.沈阳工程学院a.研究生部；b.能源与动力学院，辽宁沈阳110136；2.辽宁中电投电站燃烧工程技术研究中心有限公司，辽宁沈阳110179）摘要：熔盐储热罐是储热系统中的重要设备，对熔盐储热罐内熔盐温度的监测，掌握熔盐温度随时间的变化规律是储热技术的关键工作。通过利用熔盐储热实验平台，连续记录了30d熔盐在自然冷却条件下，温度随时间变化的数据，经过统计分析，获取了储热罐内熔盐的温降规律和影响温降的主要因素，为后续对熔盐储热罐的研究提供一些借鉴。关键词：储热系统；熔盐；储热罐；太阳能中图分类号：TB34文献标识码：A文章编号：1673-1603（2019）01-0054-05“十二五”规划实施以来，我国先后在太阳能光1熔盐双罐储热系统运行机理热技术领域、工业节能领域、风电消纳以及电网调峰领域开展了储热技术的示范应用研究工作。在储能光热电站的蓄热系统大致分为单罐和双可再生能源利用技术领域，储热技术的应用研发工罐两种。其中，双罐蓄热系统中的冷罐和热罐单独作取得了明显的进展。太阳能热发电站使用太阳放置，各个罐中盐的温度基本保持稳定，不存在单能来产生电力，是一种非常有前景的发电方式，其罐系统的罐内温差，因而技术风险也相对较低，是最具竞争力的优点就是易于和储热系统结合在一目前大规模储能发电站比较常用的蓄热方案。根起，通过储热系统，电站的发电过程可以摆脱太阳据加热场的热量传输至蓄热系统的方式，双罐蓄热光不稳定带来的影响，更易于满足电网的需求。目系统又可以分为双罐间接蓄热系统和双罐直接蓄前，大部分光热电站使用熔盐显热储热系统，在阳热系统[2]，如图1和图2所示。光充足的时候，熔盐获得热量，温度升高，储存在高间接蓄热系统的传热介质和蓄热介质采用不温熔盐罐中；当阳光不足的时候，高温熔盐罐中的同的物质，需要换热装置来传递热量。目前储能电熔盐提供能量，使电站持续稳定的发电，熔盐温度站主要采用导热油或水蒸气作为传热流体，采用熔变低，流入低温熔盐罐中[1]。在储热系统之中，熔盐储融盐作为蓄热介质。导热油具有较低的凝固点，不罐是关键设备，研究熔盐储罐冷却过程中的温度分存在冻结问题，加热部分无需设置保温设备，运行布及散热机理有助于优化储罐设计及其运行调控。安全可靠。然而，间接蓄热系统中传热介质与蓄热收稿日期：2018-10-08作者简介：王钰森（1986-），男，辽宁朝阳人，工程师，硕士研究生。通讯作者：冯兆兴（1964-），男，辽宁营口人，教授，硕士生导师，博士，主要从事电站锅炉及脱硫脱硝方面的研究。Copyright©博看网第1期王钰森，等：熔盐储热罐散热试验研究·55·介质是相互隔离的，两者之间的热量交换需要使用能光热发电熔盐储热模拟试验，该项目采用电加热换热器完成，换热时带来不良换热，影响电站的效器及功率控制装置模拟供能变化。率；同时其工作温度规定在400℃以下，这也限制了朗肯循环效率的提高[3]。图3熔盐储热试验台系统流程图1双罐间接储热系统图4试验台实景2储热介质及熔盐储热罐设计2.1熔盐图2双罐直接储热系统熔融盐简称熔盐，是盐的熔融态液体，通常说相对于间接蓄热系统，直接蓄热系统可以有效的熔盐指无机盐的熔融体，也包含氧化物熔体和有地解决间接蓄热系统的这些缺点。直接蓄热系统机物的熔融体。研究较多的中高温传蓄热熔盐有常采用熔融盐作为传热和蓄热介质，蓄热过程不需硝酸熔盐、氯化物熔盐、氟化物熔盐、碳酸熔盐、硫要换热装置，不存在油—盐换热器，适用于酸熔盐[5]。硝酸熔盐一般由碱金属或碱土金属与硝400℃～500℃的高温工况，从而使朗肯循环的发酸盐组成，主要有NaNO、KNO、NaNO、Ca(NO)、33232电效率达到40%[4]。中控德令哈10MW塔式熔融Mg(NO)、LiNO等组成，具有熔点低、比热容大、热盐太阳能热发电站项目是以二元硝酸盐作为传热323稳定性好、腐蚀性低等优点。目前比较成熟的传蓄和储热介质的双罐直接蓄热项目，也是继西班牙热硝酸熔盐是二元硝酸盐（60%NaNO+40%KNO）Gemasolar、美国CrescentDunes之后全球第3座商33和三元硝酸盐（53%KNO+7%NaNO+40%Na-业化运行的熔融盐塔式电站。33NO），其热物理性质如表1所示。试验台采用双罐直接蓄热系统，熔盐加热（储2熔盐初融有两种方式，第一种是加水溶化，第热）流程：初熔炉→熔盐冷罐→熔盐加热器→熔盐