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我国目前处于太阳能热发电技术发展的起步阶段,采用技术最成熟且已经成功商业化运行的槽式太阳能热发电技术是发展太阳能热发电技术的首要选择。通过国际上的槽式技术发展研究历程可知,采用熔盐作为传热蓄热工质的优点明显,前景广阔。然而高温熔盐流量的准确测量一直是个亟待解决的难题;并且在实际太阳能热发电集热系统中各部件无论在集热过程还是阴天夜间等不利天气下,均存在着能量损失,各部件能量损失的大小随其主要影响因素的变化规律对整个系统的运行方案有着重要的参考意义。 本课题组已将自行配制的一种低熔点熔盐Hts(熔点86℃、上限工作温度550℃)成功应用到了自主搭建的熔盐槽式太阳能集热、传热和蓄热实验系统当中,实现了两千多个小时的加热传热循环试验。本文以熔盐槽式太阳能集热、传热和蓄热实验系统为基础,针对以上关键技术和问题进行了实验研究和分析,主要研究内容包括: 1)采用同步热分析仪对实验室自主配置的低熔点熔盐Hts运行前后物性数据进行了测定对比。结果显示,在上千小时实际加热循环运行后,Hts熔盐熔点、潜热、热重以及比热等物性稳定。验证了Hts熔盐可以胜任长时间加热冷却和管路循环运行,证实了其在实际工程运行中的稳定性和可靠性。 2)在原有熔盐槽式实验台蓄热罐体基础上,搭建了高温熔盐流量标定系统,解决了高温熔盐流量的准确标定问题。标定系统采用准确可靠的称重法对超声波流量计进行了标定,拟合得到了各温度下的标定公式。并拟合得到考虑温度影响的标定公式。标定结果显示采用超声波流量计测量熔盐流量稳定性、线性度和重复性等特性良好,流量标定后曲线和标准流量偏差维持在1.84%以内,可以胜任高温熔盐流量测量。 3)以熔盐槽式实验台为基础,研究了其中主要部件的能量损失情况。 首先对各运行状态下熔盐蓄热罐内温度分层情况和罐体散热损失规律进行了实验研究。结果表明:熔盐蓄热罐内传热方式以对流换热为主;加热过程加热器上部各层温度升温速率快,温度很快趋于一致,而加热器下部各层温度升温缓慢且分层明显;在自然冷却过程熔盐罐各层温度一致,没有出现温度分层;根据自然冷却过程熔盐温度变化数据拟合得到熔盐罐体散热损失随熔盐流量和温度的变化曲线。 其次对熔盐泵功率消耗以及管路热损失随熔盐流量和温度的变化规律进行了实验研究。结果表明:熔盐泵功率消耗随熔盐流量增大呈现二次抛物线上升趋势,而熔盐温度变化对泵功率消耗影响很小,可以忽略;管路保温层状况对管路热损失的影响明显,任何管段裸露和保温层不达标均会造成很大管路热损。