高溫蓄熱堆積床蓄熱單元傳熱特性的數值模擬

車德勇 蔣文強 劉 煒 李少華 沈 輝 高 龍

(1.東北電力大學能源與動力工程學院；2.中國大唐集團科學技術研究院)

高溫蓄熱堆積床蓄熱單元傳熱特性的數值模擬

車德勇1蔣文強1劉 煒1李少華2沈 輝1高 龍1

(1.東北電力大學能源與動力工程學院；2.中國大唐集團科學技術研究院)

采用焓-多孔介質模型對高溫蓄熱堆積床蓄熱單元相變過程進行模擬，探討不同的封裝材料、相變材料、熔化溫度和運動粘度對相變材料熔化過程的影響。結果表明：當封裝材料的導熱系數遠大于相變材料的導熱系數時，封裝材料對相變的影響非常小，可忽略不計；通過對比不同相變材料的熔化時間和蓄熱能力可知NaNO3、KNO3、LiNO3的完全相變熔化時間相差不大；高粘度的相變材料在相變過程中自然對流較弱，低粘度有利于相變材料熔化過程中的自然對流；熔化溫度范圍越小，越有利于相變材料的熔化。

高溫蓄熱堆積床 相變材料 蓄熱單元 傳熱特性

近年來，能源和環境問題促使人們對新能源的利用越來越重視，太陽能光熱發電就是其中具有代表性的新能源之一。由于太陽能不穩定，光熱發電站通常引入高溫相變蓄熱技術來維持系統的穩定運行。高溫相變儲能技術的主要裝置是高溫蓄熱堆積床，白天由導熱油將蓄熱球內的鹽從固態變成液態，晚上再用400℃左右的熔融鹽通過導熱油將熱量帶出，通過換熱將水變成蒸汽推動汽輪機發電[1,2]，因此發展高效蓄熱技術，提高太陽能的轉換效率和熱能儲存密度，對于太陽能高溫利用非常重要[3]。……