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基于CFD方法的熔盐储罐预热分析

2021-07-31王鼎肖虎陈宇轩岳松张燕平

综合智慧能源 2021年7期

王鼎,肖虎,陈宇轩,岳松,张燕平*

(1.华中科技大学能源与动力工程学院,武汉 430074;2.湖北省电力勘探设计院有限公司,武汉 430040)

0 引言

在碳中和背景下,构建以可再生能源为主体的新型电力系统成为电力系统转型的方向,而储能技术是重要的支撑技术。太阳能光热发电(CSP)技术是一种清洁、高效的发电方式,具有能量密度高、发电平稳、电网兼容性好等优点[1]。与光伏发电相比,CSP 技术最大的优势在于可增加储热系统,使系统在夜间或气候骤变等光照不足的时候,仍能保证电能的持续输出,较好地扭转了光热发电不能稳定持续的劣势,使太阳能的大规模利用成为可能。

目前,世界上大部分运行或在建的光热电站都配备了储热系统[2]。常见的储热系统主要包括单罐和双罐2 种类型,储热介质包括水、空气、熔盐等。目前,商业化光热电站主要采用熔盐作为储热介质并采用双罐储热系统[3]。熔盐储罐作为储热系统中的关键设备,不仅决定了系统的蓄热能力,而且对光热电站的安全运行也有重要影响。2016年10月,美国新月沙丘电站发生的熔盐储罐泄漏事故导致该电站暂时停运,预计经济损失在400 万美元以上[4]。因此,对熔盐储罐的热学性能进行进一步研究具有重要意义。

近年来,国内外学者基于数值模拟对熔盐储罐的散热损失和温度分布进行了大量理论研究。Schulte 等[5]利用计算流体动力学(CFD)方法研究了880 MW 储热系统的热损失,发现储罐底板与侧壁边沿的热损失较高。……

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