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三元混合碳酸熔盐热物性实验研究

2021-07-10吴玉庭明苏布道张灿灿鹿院卫

储能科学与技术 2021年4期

吴玉庭,明苏布道,张灿灿,鹿院卫

(北京工业大学环境与生命学部,传热强化与过程节能教育部重点实验室及传热与能源利用北京市重点实验室,北京 100124)

作为高温传热储热介质,熔盐广泛应用在太阳能光热发电系统中。目前太阳能光热发电系统所采用的熔盐主要是Solar Salt硝酸熔盐,其温度上限为565 ℃。随着太阳能热发电技术不断提高,为了满足超临界二氧化碳太阳能光热发电系统高温传热储热的性能要求,开发700 ℃以上高性能新型混合熔盐成为主要研究方向[1-4]。

尹辉斌等[5]对二元(Na-K)碳酸熔盐进行改性研究,并研究高温静态和蓄/放热循环下的热稳定性。廖敏等[6]对(Li-Na-K)碳酸熔盐热物性能进行了实验研究,结果表明其熔点为404.89 ℃,黏度小,热性能稳定。同时廖敏等[7]在碳酸钠-碳酸钾中添加氯化钠、氯化钾、碳酸锂进行改性研究,得到了较为理想的、价格较低的混合熔盐。丁静等[8]通过在三元(Li-Na-K)碳酸熔盐中掺杂金属镁粉提高导热性能,结果表明1%掺镁碳酸熔盐平均热导率增加了21.67%。为了提高混合碳酸熔盐的比热容,任曼飞等[9]在三元(Li-Na-K)碳酸熔盐中添加二氧化硅纳米颗粒,发现在450~470 ℃内,比热容提高了40.59%~44.88%。任楠[10]和王涛[10]对36 种三元(Li-Na-K)碳酸熔盐的热物性能进行了实验研究,发现熔点最低为400 ℃左右。蔡萌[12]研究发现NaOH和KOH 对降低三元(Li-Na-K)碳酸盐的熔点最为显著,熔点可分别降至323 ℃和322 ℃。程晓敏等[13]在三元(Li-Na-K)碳酸熔盐中添加BaCO3和SrCO3后,发现熔点为385 ℃,使用温度范围变宽、相变潜热增大。

通过查阅相关文献发现,高温混合碳酸盐的研究相对较少,比热容、导热系数、黏度等物性测量范围较窄,这是由于高温碳酸熔盐热物性的测试对仪器设备的性能要求高,缺乏高温工况下的物性参数。……

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