太阳能塔式热发电站熔融盐吸热器过热故障的影响因素分析

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1、第30卷第29期中国电机工程学报Vol.30No.29Oct.15,20102010年10月15日ProceedingsoftheCSEE©2010Chin.Soc.forElec.Eng.107文章编号：0258-8013(2010)29-0107-08中图分类号：TK513文献标志码：A学科分类号：470·20太阳能塔式热发电站熔融盐吸热器过热故障的影响因素分析王建楠，李鑫，常春(太阳能热利用及光伏系统重点实验室(中国科学院电工研究所)，北京市海淀区100190)AnalysisoftheInfluenceFa

2、ctorsontheOverheatofMoltenSaltReceiverinSolarTowerPowerPlantsWANGJiannan,LIXin,CHANGChun(KeyLaboratoryofSolarThermalEnergyandPhotovoltaicSystem(InstituteofElectricalEngineering,ChineseAcademyofSciences),HaidianDistrict,Beijing100190,China)ABSTRACT:Theuseofmolt

3、ensaltasheattransferfluidin变量主要有4个，分别为辐照能流极大值qmax、吸热器圆管solartowerpowerplant(STPP)helpstoimprovetheefficiency壁厚δ、熔融盐工质的流速u与流体平均温度tf，并进一步andboosttheplant’sperformanceasawhole.However,forthe分析了这4个变量对温度的影响趋势及各自原因。这一结论receiverworktemperatureismuchhigher,overheateas

4、ily有助于吸热器运行时进行局部过热的预测。该文还提出了将happenswhichcauseslocalexcessivetemperatureasa其用于判断吸热器过热的方法。consequence.Thiswillleadtoreceiverstructuredamageaswellasmoltensaltdecomposition.Inordertofindoutthemain关键词：太阳能塔式电站；熔融盐吸热器；过热；非均匀热factorsinfluencingoverheat,thispaperuseda

5、computational流；计算流体传热fluiddynamics(CFD)softwaretoanalyzetemperature0引言sensibilitiesofthereceiverandmoltensaltfluid.Numericalexperimentsweredone,anddatawasanalyzed.Resultsshow塔式热发电是太阳能聚光式热发电的一种重thatfourparametersaffectlocalmaximumtemperature:the要形式。早在20世纪70年代，美

6、国、法国等几个maximumheatfluxdensityqmax,thethicknessofthetubeδ,发达国家就已经开展了相关研究，并建成了多座示thefluidvelocityu,andthefluidaveragetemperaturetf.Their[1]范性塔式太阳能热发电站。在当时由于单位容量temperatureinfluencetrendsarealsogiveninthepaperwith投资过大，大多没有继续运行。近年来，随着能源explanations.Atlast,methodso

7、futilizingtheseparameterstogiveareceiveroverheatpredictionwereproposed.与环境危机的加深，全球再次掀起了新能源研究利用的热潮。目前，已有西班牙的PS10(10MW电功KEYWORDS:solartowerpowerplant;moltensaltreceiver;overheat;non-uniformheatflux;computationalfluiddynamics率)电站实现商业化运行，PS20(20MW电功率)于(CFD)2009年投入

8、运行；此外，法国、德国、以色列等国家也在积极进行塔式热发电站的研究与建设。我国摘要：在塔式太阳能热发电站中使用熔融盐作为换热工质，有利于提高电站整体运行效率，但高温下运行的吸热器易发曾于2004年与以色列合作建设塔式发电实验系统[2]生过热故障，对吸热器的结构与熔融盐都会造成破坏。为了，但是规模较小，也没有继续研究下去。“十一五”找出过热发生的主要影响因素，