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在分布式系统的发展过程中,存在一些较为突出的问题。能源的供应和需求之间存在着数量上、形态上和空间上的差异,而当前我国分布式系统的电力上网又比较难。此外,当系统在低负荷率运行时,原动机“只产热、不发电”的现象极大程度地降低了能源利用率。针对上述问题,本文提出在分布式供能系统中添加蓄热装置。本文通过对比单级蓄热和梯级蓄热,发现后者既能增大换热温差,又能稳定换热温差,从而达到强化传热的目的。相较于其他蓄热方式(显热蓄热、化学反应蓄热、浓度差蓄热),相变蓄热具有相变潜热值大、放热温度稳定等优点。因此本文采用梯级相变蓄热方式来改善系统。本文为了兼顾余热的质和量,提出一种关于套管式梯级相变蓄热装置的设计方法。该方法在满足设计温度场的前提下,能够保证各级蓄热装置同时完成相变过程。此外,本文在确定入口状态时,分析比较了不同流速对相变时间和出口温度的影响,发现当流态处于紊流且靠近临界状态时,蓄热效果最为理想。将耦合后的梯级相变蓄热装置进行数值模拟,结果表明在设计工况下该装置能够按照设计要求进行蓄热。以model-1为例,整个蓄热装置完成蓄热过程用时12470s,与理论设计用时仅存在4.08%的差别。关于梯级相变蓄热装置在变工况下的动态特性,本文从变入口流速和变入口温度两个方面进行了模拟分析,对比发现相较于入口流速,入口温度对系统稳定性的影响更为明显。最后,本文通过对比分析梯级蓄热和单级蓄热的热力特性,结果表明梯级蓄热能够在缩短相变时间的同时能够兼顾余热的质和量。