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随着化石燃料的日渐枯竭以及环境污染的日益严重，新型清洁高效可再生能源的研发和利用已经成为能源研究领域的热点。太阳能由于具有储能巨大、清洁环保、分布广阔且可再生等优点，而成为能源领域开发利用的重点。 与蝶式和槽式热发电技术相比，塔式太阳能热发电系统具有聚光倍数高，光热转换效率高以及发电成本低等优点。太阳能吸热器是塔式热发电系统的核心部件，主要作用是将太阳光热辐射能吸收并转化为工质的内能，由于在高能流密度的热载荷环境下工作，因此如何保证吸热器长期高效稳定的运行，已经成为塔式热发电系统的一个关键技术问题。 本文设计了一种用于塔式太阳能发电系统的新型集热器结构，该热板吸热器具有良好的均温性能，可有效缓解由于温度不均匀引起的过大热应力，也可防止因局部过热引起的材料性能恶化;同时满足在高强度热流密度载荷环境下的高温蠕变性能要求。本文对这种集热器在不同参数下进行了较为系统的研究，主要研究工作和结论如下: (1)对太阳能集热发电技术的国内外研究现状、发展趋势、以及研究中所面临的问题进行了简要评述，明确了本文的研究目标。 (2)提出了新型设计热板集热器结构。并以310S为热板集热器材料，钠作为热板集热器的工质，对各个可能出现的传热极限进行了校核。 (3)对设计的热板结构进行了有限元分析，着重研究了热板结构在高温环境下，材料性能随温度变化而引起的结构性能的变化。以热板结构内部热应力、热应变为考查目标，采用正交设计对内部支撑结构进行优化分析，得出了满足工作环境要求的最优热板结构。 (4)热板在高温环境下的可靠性是影响塔式太阳能发电系统的主要因素，文中采用有限元模拟方法，对受光面和冷凝面蠕变应变和应力进行分析，为其安定性与寿命预测奠定了基础。