新型平板热管相变蓄热器蓄放热性能分析

采用石蜡作为蓄热换热介质,将新型平板热管作为换热元件以强化换热,并在平板热管两侧平面添加纵向翅片,设计了一套热管式相变储热换热器实验装置,对相变蓄热换热器的蓄、放热特性进行了实验研究。测定了石蜡的温度分布随时间变化的规律;改变充、放热流体工况,分析了不同流量和流体温度对蓄放热过程的影响。通过分析发现,新型平板微热管阵列在相变蓄热器的蓄放热过程很好地发挥了强化传热元件的作用,蓄热过程中,传热流体温度越高,相变材料的熔化速率也越大;放热过程中,相同的流体温度下,随着流体流速的增大,蓄热器的放热速率逐渐增加。实验结果表明,新型平板热管蓄热器蓄放热效果良好。     

相变胶囊级联布置堆积床蓄热特性实验研究

蓄热胶囊级联设计是提高相变蓄热系统性能的一种有效的方法。为解决相变胶囊级联的优化组合问题,建立了相变胶囊级联布置堆积床蓄热装置,采用4种不同热物性的石蜡作为相变材料(phase change materials,PCMs),根据熔点不同分层布置。研究了蓄、放热过程中相变胶囊级数和相变材料熔点对蓄热系统性能的影响,通过计算蓄、放热时间,蓄、放热量,能效率,?,?效率和火积耗散等指标来分析和评估系统的性能。结果表明:相变材料的熔点组合和级数对系统性能影响大,在从蓄、热过程中平均熔点更高的级联布置方式储存能和?更多,能效率更高,火积耗散小。但温升慢,蓄热时间长。     

热管式相变储能系统蓄/放热性能试验

选择八水氢氧化钡作为相变蓄热材料、热管作为传热元件,设计了一套热管式蓄/放热装置,并对不同工况下装置的蓄/放热性能进行了试验研究。结果表明:热管在蓄热器中均温性良好;加热流体温度、流量越高,相变材料温升越快,相变时间越短;取热流体的进口温度、流量越低,进出口温度温差越高;蓄/放热效率随着进口温度降低、进口流量提高而降低;当进口温度为18℃时,蓄/放热效率最高为89.2%,出口最高温度为49.5℃;当进口流量为0.008m3/h时,蓄/放热效率最高为87.5%,出口最高温度为47.4℃。     

斜温层单罐储热同时蓄放热过程动态特性模拟

面向储热技术在热电联产机组供热期调峰中的应用,设计单罐斜温层水储热实验系统。结合实验结果,建立可模拟同时蓄、放热过程的单罐斜温层储热物理数学模型。在单次蓄热的条件下,对数值分析结果的可靠性进行实验验证。分别针对放热、散热及连续同时蓄、放热工况,对单罐斜温层的储热性能开展数值模拟研究。结果表明,当放热温度截止因子相同时,高蓄放热温度的放热效率稍高于低蓄放热温度的放热效率;以斜温层不同位置作为初状态散热,斜温层的相对增长率和增长速率受斜温层初始厚度和位置影响;结合用于热电联产机组调峰的蓄热系统实际应用,获得同时蓄、放热时罐内温度分布,发现连续蓄放热中,随着循环次数的增加,蓄放热结束后斜温层的厚度不断增长,蓄热罐的有效利用率不断降低。研究结果对斜温层单罐储热在实际热电联产中的应用具有指导意义。     

考虑碳交易的凝汽式机组蓄热调峰方案研究

将抽汽分级蓄热应用于凝汽式机组调峰,基于能量梯级利用原则提出了“3级”和“2级”蓄放热结构,研究不同方案下调峰范围、CO2排放和收益的变化。以某超超临界660 MW机组为例,将这2种蓄放热结构与已有的“单级”蓄放热结构进行比较;以40%THA工况作为起始工况,分别对1号、2号、3号回热抽汽进行蓄热。结果表明:“3级”“2级”结构的调峰范围为31.5%~45.2%,大于“单级”蓄放结构;在1个蓄放热周期内,蓄热调峰方案的碳排放量与无蓄热的对照方案几乎相等,碳配额却少于对照方案,导致碳交易收益减小,但加上各蓄热方案的调峰收益后,总收益均高于对照方案,其中总收益最高的是“3级”结构的“蓄一抽”方案。     

太阳能蓄热水箱结构优化及储放热性能分析

显热储热是解决太阳能热利用中不稳定与波动性的一种有效方式。以常见水介质作为显热储能的媒介材料,采取蓄热罐体装置实现太阳能的储放热应用。初选水箱基本形状为圆柱形,对罐底进行锥形结构优化,探究了圆锥底角分别为40°、45°、50°3类工况下蓄热水箱的各自蓄热变化特性。利用Fluent数值软件,基于非稳态层流换热模型,对蓄热装置的体平均温度变化和体最大温度变化等进行了模拟研究。结果表明,当圆锥底角为50°时,蓄热水箱整体充放热性能较优,且该参数下蓄热水箱体平均温度为308.612 K时,比圆锥底角为40°与45°的蓄热水箱体平均温度分别高出0.202%与0.053%。在此基础上,进一步分析了50°蓄热水箱的储热与放热动态变化规律,研究了蓄热水箱内部储、放水过程中各自体积分数、速度场等关键指标的分布特性。该研究可为太阳能蓄热系统的优化设计与工程化应用提供一定参考。     

相变胶囊无序堆积级联布置蓄热特性数值分析

相变胶囊梯级布置是改善堆积床蓄热性能的有效手段。建立三维相变胶囊无序堆积梯级布置堆积床模型,并对其蓄热特性进行数值研究。分析了换热流体进口速度、温度和相变材料初始温度对其蓄热特性的影响。比较在蓄热过程中相变胶囊无序堆积级联布置堆积床的蓄热时间、液相率、蓄热速率、蓄热量和?效率等参数变化。结果表明,换热流体入口温度对相变胶囊无序堆积梯级布置堆积床的蓄热性能有明显的影响,而换热流体进口速度和相变材料初始温度的影响相对较小,该研究为其的优化运行提供重要的指导作用。     

斜温层单体蓄热罐性能改进的模拟研究

以配置水平双侧开孔布水器的圆柱形斜温层单体蓄热水罐为对象,建立了不同工况组分析模型,开展流体仿真模拟;利用斜温层厚度和无量纲?损等性能参数对仿真结果进行分析。研究蓄热罐内布水器开孔个数及开孔直径、布水器直径、罐体高径比等结构参数对蓄热罐放热性能的影响。结果表明:在流量一定时,开孔个数越多,开孔直径越大,斜温层越薄,斜温层厚度与孔口流速有一定的耦合关系;布水器外侧开孔到管壁距离应约小于布水器的半径;瘦高型蓄热罐比矮胖型的放热性能强,且斜温层在靠近上布水器附近时,扰动会加强。研究结果可为热电联产机组应用大型蓄热水罐,开展供热灵活性调峰改造提供工程指导。     

蒸汽蓄热器运行特性分析

采用数值模拟方法对蒸汽蓄热器的运行特性进行计算与分析,结果表明,该蓄热系统正常运行时,蒸汽压力变化方式直接影响蓄热系统释放的蒸汽流量。当蒸汽压力随时间按线性函数递减时,其放出蒸汽流量随时间变化呈单调递增;当蒸汽流量保持不变时,放热压力随时间逐渐降低。     

脉动热管相变蓄热器放热性能实验分析

为解决能源利用浪费大、效率低、环境污染严重的问题,设计了一套脉动热管型相变蓄放热装置,搭建了实验台,考察了冷却水初始温度、冷却水流量和抽真空充液对脉动热管放热过程的影响,并计算了不同工况下脉动热管蓄热装置的热回收率。结果表明:冷却水初始温度越高,装置放热时间越长,水槽内冷却水最终温度也越高;冷却水流量越大,放热时间越短,但当冷却水流量增大至一定值时,总放热时间几乎不再变化;脉动热管是否抽真空充液对装置的放热性能影响不大;装置的热回收率随着冷却水初始温度的升高而降低,随着冷却水流量的增大仅有小幅增加。     

旁路蓄热对凝汽式机组调峰容量的影响

为研究熔盐蓄热技术对凝汽式机组调峰容量的影响,以660 MW超临界凝汽式机组为例,选择低熔点LMPS II熔盐为蓄热介质,将蓄热系统与汽轮机旁路系统相结合,构建3种旁路蓄热方案,应用EBSILON软件建立系统的仿真模型,研究凝汽式机组引入熔盐蓄热后调峰容量和调峰容量补偿的变化。结果表明：整机旁路蓄热方案可以使机组发电负荷率降得最低;在蓄热时长相同的条件下,低压旁路蓄热方案放热顶峰运行时间最长;以30%发电负荷率作为起始蓄热工况,旁路蓄热方案的调峰容量增加3.21%～6.42%;在蓄热起始工况发电负荷率较低时,机组的调峰容量补偿较大。     

电热固体蓄热装置放热过程的实验研究

在10 kW的电热固体蓄热装置上对其放热过程进行实验研究,得到不同加热方式、不同控制温度下蓄热体内温度分布规律。     

电热固体蓄热装置的蓄热原理及传热分析

介绍了电热固体蓄热装置的蓄热原理和蓄热用材料,对加热过程和放热过程进行了传热分析。在加热阶段,电能转换成热能,热能以辐射和导热方式传递给蓄能介质;在放热阶段,空气与蓄热介质表面进行对流换热,蓄热介质内部的换热仍为导热。     

相变胶囊无序堆积蓄热特性分析

相变蓄热作为一种较为高效的储能方式,为太阳能、风能等可再生能源的高效利用提供了一种技术保障。应用EDEM软件建立了相变胶囊无序堆积床的三维模型,应用FLUENT软件中的凝固融化模型计算了该模型的蓄热特性。在蓄热材料质量相同的情况下,模拟分析了蓄热胶囊粒径和换热流体的流动状态对蓄热能效、蓄热时间、压降及温度分布的影响。研究结果表明,增大换热流体流速可以加快无序堆积床的蓄热进程,但系统的能量效率和内部温度场的均匀性会降低,压降增大;减小蓄热胶囊粒径造成压降增加、蓄热总量减小,但瞬时能量效率得到提高,蓄热用时减少,且无序堆积床的内温度场的均匀性得到改善。     

高温熔融盐斜温层单罐蓄热的热过程特性

以斜温层蓄热单罐设计理念为基础,采用硝酸熔融盐作为传热蓄热介质,锆质蓄热球与泡沫碳化硅陶瓷2种代表性的多孔介质填料作为固体蓄热体,构建了多尺度结构斜温层混合蓄热方法及系统,实验研究了多尺度结构中熔融盐的流动与蓄热特性。研究结果表明,由于斜温层的存在,系统理论蓄热效率小于80%;相对于熔融盐单相流体蓄热,采用锆质蓄热球与泡沫碳化硅的斜温层混合蓄热方式会导致系统的有效蓄热容量有所降低,但多孔介质填料的加入有利于保持熔融盐流体为理想的重力流或活塞流,并部分替代价格较高的熔融盐,需要结合蓄热容量以及经济性进行最优化设计。     

太阳能热气流发电系统非稳态数值模拟

对太阳能热气流发电系统及蓄热层中的传热与流动特性进行了数值模拟.建立了集热棚、烟囱以及蓄热层内部的传热流动数学模型,分析了太阳辐射对蓄热层蓄热性能的影响.计算结果表明:土壤具有热惯性和较强的蓄热作用;蓄热层表面平均温度和烟囱出口平均温度随时间有一个较大的波动,且蓄热层表面平均温度的波动幅度更显著;蓄热介质的平均温度及系统散热量随时间波动,采用双层玻璃或薄膜材料可减小集热棚顶棚能量损失.     

球式相变蓄热装置传热过程数值模拟与优化

以储能球式蓄热装置为研究对象,通过Fluent软件模拟了流体与相变球的对流换热过程,对蓄热装置结构进行了优化设计,分析了球内相变材料在放热过程中的温度场随时间的变化过程,并计算了不同进水和进气流量下蓄热装置的供热参数。结果表明:蓄热装置加装折流挡板且相变球以顺排序列,可以显著增加蓄热装置的有效放热时间;沿着流体路径,球内相变逐渐凝固,且液相率的降低是先快后慢的过程;通过对不同供热参数的热力计算,发现供水流量选取241. 3 L/min、供暖流量选取723. 6 m3/h时,对应的有效供热时间最长,供热量最大。     

锅炉机组热力计算——标准方法(法定计量单位制)

<正>3.燃烧产物的辐射放热系数 7-32.在热力计算中应考虑三原子气体的辐射,在燃烧固体燃料时,还需要考虑悬浮在气流中灰粒的辐射。利用燃烧产物辐射放热系数可计算1m~2受热面通过辐射方式热交换的     

应用于蒸汽供热的蓄热技术研究

电蓄热技术在电网深度调峰、提高新能源利用率、改善环境方面前景广阔,是促进电能替代的重要手段。为探究蓄热技术在蒸汽供热方面的适应性,结合具体工程,对熔盐蓄热系统与固体蓄热系统进行了设计研究、对比,提出了熔盐蓄热系统设计的优化方案,并从系统性能、经济性和可靠性方面做了对比。结果表明:所提出的优化方案有利于节省投资、节约占地、简化系统;对于存在边蓄热边放热工况的电蓄能供热站,推荐采用熔盐蓄热方式,更有利于蒸汽发生的稳定;熔盐蓄热系统虽较复杂,总投资也略高,但其换热效率较高,耗电量较省,运行成本较低,收益更高。若可以进一步降低总投资,熔盐蓄热技术将成为传热蓄热方面最具竞争优势的清洁供热方式。     

分隔屏布置对四角布置切圆燃烧锅炉水平烟道空气动力场的影响

为改善四角布置切圆燃烧锅炉水平烟道烟气偏差,以某600MW级锅炉为研究对象,就分隔屏布置对其炉膛上部及水平烟道空气动力场的影响进行了冷态模化试验及计算流体力学数值模拟研究。通过分析气流流动特性和水平烟道速度偏差的形成机制,得到分隔屏布置对炉膛上部气流分布及水平烟道速度偏差的影响规律。结果表明:布置分隔屏使得水平烟道内气流相对于无分隔屏时更加贴近壁面,局部区域速度偏差有较大的增加;分隔屏可在一定程度上减小炉膛出口两侧速度偏差,但效果不明显。