张晓明， 吴玉庭， 张灿灿

(1.北京工业大学环境与能源工程学院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； 2.内蒙古科技大学信息工程学院， 内蒙古 包头 014010)

太阳能热发电(concentrating solar power，CSP)由于可以与大型蓄热系统相结合，从而解决太阳辐射能不稳定、不连续的问题，在近年得到快速的发展[1]. 目前商业化运行的CSP电站大多采用熔盐作为传蓄热介质[2]. 然而，两起塔式CSP电站中熔盐储罐泄漏事故，使人们意识到大型熔盐储罐结构强度仍存在问题[3-4]. 同时，大型熔盐储罐工作温度较高，在罐体内可能存在温度梯度，从而产生热应力，将进一步威胁储罐的安全[5-6]，所以，针对熔盐储罐工作状态下的温度场进行研究，进而分析其热应力，将有助于提高储罐安全性.

为了研究大型高温熔盐罐结构强度，对高温熔盐储罐进行了结构设计，利用CFD(computational fluid dynamics)软件Fluent和FEA(finite element analysis)软件ABAQUS分别对罐体自然冷却过程温度场和罐体结构进行了温度场分布分析和静力分析，最后利用顺序耦合法，对大型熔盐储罐进行了稳态热应力的研究.

1 大型熔盐罐物理模型及设计

1.1 熔盐罐体积确定

选取工作温度更高(565 ℃)、运行安全性更低的高温熔盐罐作为研究对象. 以NOOR Ⅲ塔式光热电站熔盐罐尺寸为参考，选用储盐量为1.65×104m3、罐体尺寸为Φ41 m×14 m的大型高温熔盐罐作为研究对象，对大型熔盐罐温度分布和结构强度进行分析.

1.2 熔盐罐材料选择

高温熔盐罐主要包括罐顶、罐壁、罐底、罐体保温等[7].

熔……