相变储能高温换热器的数学模型和仿真分析

在各种储热技术中,相变储能因储热密度高,储/释热温度基本稳定等优点而成为目前研究的热点。利用相变材料在发生相变时有很高的潜热释放或吸收的特点,将相变材料作为储热介质用于相变储能换热器中,可以大大地提高热储存的容量。但是,相变换热过程因为涉及到相变界面的非线性变化,对于其模拟计算难度很大。采用经典传热的方法建立数学模型,采用潜热容显热法对相变过程进行简化,采用数值分析的差分方法对其过程进行求解,进而可得到相变材料以及换热介质空气的温度变化规律。通过本模型的设计研究,为相变储热换热装置的快速求解提供一种方法。     

锅炉烟气余热相变换热器研究与应用

吉林吉长电力有限公司2号锅炉由于机组建设时间较长,受场地制约,只能选择换热效率高的换热器,才能实现在有限空间内将排烟温度降低到预期目标,因此该公司确定了相变式换热器技术作为研究方向。改造后,相变换热与单相流换热相比,其传热系数同比提高3～5倍,综合考虑烟道换热器换热管内外部因素,其综合传热系统为单相流换热的1.5～2.4倍。采用相变式换热器可以实现在有限空间内实现大幅度降温的效果。     

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。     

带有相变储能换热器的朗肯循环系统研究

提出一种带有相变储能换热器的朗肯循环系统,可用于风能、太阳能等资源过剩的地区。该系统的特点是利用相变储能换热器充当系统蒸发换热器,减小热源和工质的传热平均温差,减小系统火用损。以中低温地热水为热源驱动的有机朗肯循环为例,选取R245fa为工质,计算结果表明:相变储能换热器所在回路的火用损减小17.58%,且地热水所需质量流量仅为原来的40.33%,所需泵功减小。通过改变工质出口温度、过热度及夹点温差,研究地热水质量流量、出口温度及火用损的变化规律,结果表明:相变储能换热器所在回路的质量流量、火用损都变小,减小系统泵功损耗以及提高系统的火用效率。     

相变换热器应用于电站锅炉的探讨

阐述了复合相变换热器是一种新型的换热器,可以控制低温受热面金属不发生低温腐蚀,降低烟气的排放温度,该技术可用于各种燃煤、燃油、燃气锅炉、窑炉、注气炉、加热炉等换热设备,目前复合相变换热器应用于工业锅炉和循环流化床已有不少成功案例[1-3],而应用于大型电站锅炉还很少有报道,结合某330 MW电站锅炉尾部加装复合相变换热器的运行情况,对复合相变换热器应用于电站锅炉的运行情况及优缺点做了简要探讨。     

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。     

相变储能材料开发与封装技术研究进展

相变储能技术具有储热密度大、温度恒定等优点,大规模商业化潜力巨大。相变材料的开发对相变储能技术的应用至关重要,为解决相变材料传热性能差、易泄露等问题,围绕相变材料的传热和储热强化、封装开展了广泛研究。对比了热储能技术的特点,概述了潜热储能相变材料的分类与性质;并从换热面积增大以及热导率、熔化潜热和比热容提高等方面,讨论传热和储热强化研究进展;论述了相变材料的封装,对今后相变储能的发展方向进行了展望。     

复合式相变换热器研制成功

国内首创的一种用于锅炉的高效能节能装置复合式相变换热器,最近由江苏工学院杨本洛副教授等研制成功并通过鉴定。这种复合式相变换热器,运用优化的技术和方法,采取空气预热器与相变换热器相结合的余热同收装置,它的传热能力高,阻     

新型相变材料与电热相变储能热水热风联供装置及经济性分析

１新型相变材料及技术应用储能技术可解决能量供求在时间和空间上不匹配的矛盾，因而是提高能源利用率的有效手段。相变储能是利用相变材料相变时吸收大量潜热并保持温度恒定的特点而进行的。因为它比固体和热水显热储能密度大得多，所以用途广泛，可用在电力调峰、宇航、工业节能、空调采暖及新能源等领域。我国电力负荷谷峰明显，其比值约为０．４～０．６，这使发电系统效率下降。而利用相变储能技术开发电热相变储能装置（相变蓄热锅炉）在需求侧应用，正是促进谷期电力消费和调峰的可行方式，也是实行峰谷电价的技术保证。全国管网供热…     

循环流化床锅炉管式空预器防低温腐蚀和冷渣器凝结水余热综合利用

某热电厂为解决循环流化床锅炉管式空预器低温腐蚀和冷渣器出力不足的问题,通过对锅炉运行工况分析,确定改造方案是将一次风机入口消音器更换为翅片管换热器,经过对换热器的选型和换热计算,设计出换热器的尺寸、结构布置。技改完成后,通过对锅炉运行参数分析,得出此换热装置有节能效果,并基本解决了低温腐蚀和冷渣器的出力问题。     

熔盐储能在新型电力系统中应用现状与发展趋势

储能是新型电力系统的关键核心技术,熔盐储能作为一种中高温传热蓄热方法,因具有储能密度高、稳定性好等优点,广泛应用于太阳能光热系统、调峰调频、绿电消纳等新能源领域。但目前对熔盐储能系统中的核心部件如储罐、熔盐电加热器、熔盐换热器等设备的研究普遍基于太阳能热发电技术的需求开展,针对其他应用场景的研究尚不够充分。在不同应用场景下,熔盐的使用温度区间、加热及换热方式都有区别。概述了熔盐储能关键技术的研究现状和技术成果,研究了熔盐储能技术的发展路径,提出了其在新型电力系统中的应用领域,并针对不同应用场景,提出了相应的熔盐选型参数、储罐及换热器类型。     

相变储能材料及其实际应用

对相变储能材料进行了分类，并对不同种类相变储能材料的特性进行了分析。分析认为，相变储能技术在能源电力、工农业生产、改善发动机性能、纺织品材料及航空航天等领域均具有重要的应用价值，技术前景广阔。     

内循环流化床内置床换热器传热特性试验研究

在2.5MW(t)内循环流化床锅炉中试装置上,用自制的传热测试管,进行内置床换热器内传热状况的测定与分析。试验测量换热器中埋管管束表面与床层间的换热系数,研究了流化风速、颗粒粒径、床层温度对平均换热系数的影响规律,分析了埋管表面周向局部对流换热系数的分布状况。结果表明:当换热器内流化风速较小时,换热系数随风速的增加而变大,到达最佳流化风速时,换热系数达到最大值,之后随着风速的增加,换热系数稍有降低,然后趋于定值;颗粒粒径越小,对埋管表面的换热效果越好;埋管表面换热系数随床层温度的升高而增大;埋管的背风面换热系数总体大于迎风面,且随着风速的增加,分布趋向于均匀。针对此型内循环流化床内置床换热器中水平埋管,提出了其表面换热系数的试验关联式,较好地将试验值与预测值的偏差控制在25%以内。     

伴随有水蒸气凝结的烟气受迫对流换热过程研究

对塔板式换热器和肋片式换热器的试验研究结果表明,有水蒸气凝结时的烟气对流换热系数远大于无凝结时换热系数;在冷凝式换热器中,塔板式换热器的换热系数大于肋片式换热器的换热系数。     

可转移电力峰值负荷的新型双向相变储能系统

提出了崭新的双向相变储能理论，并对双向相变储热蓄冷材料做了详细介绍。双向相变储能系统克服了传统储能方式的局限性，既可以在夏季储热，又可在冬季蓄冷，且在转移电力峰值负荷方面应有较大的优势。为此，给出了双向蓄能系统的具体实施方案，为合理利用蓄能技术转移电力峰值负荷提供了一种新思路和新方法。     

电站锅炉热管空气预热器动态数学模型

根据热管利用工质相变换热和“导热”性能好的优点，提出了热管换热器的“当量热容量”的概念，并据此用集总参数的形式，给出热管空气预热器的两种动态数学模型。对一前置式热管空气预热器数字仿真的结果表明：金属、工质环节合并的模型完全适合电站锅炉烟风系统热管空气预热器动态数字仿真。图６参６     

侧置梯形翼翅片管换热器流动与传热特性

针对某翅片管换热器的设计开发,应用RNG k-模型及SIMPLE算法,研究了侧置梯形翼纵向涡发生器的翅片管换热器和平直翅片管换热器在顺排和叉排两种排列方式下其流动与换热耦合特性。在雷诺数500~4 000的范围内,采用侧置梯形翼涡流发生器,顺排布置时,翅片管换热器综合性能因子提高了9.43%~22.67%,叉排布置时,综合性能因子提高了4.89%~14.87%。研究结果表明,侧置梯形翼涡流发生器可以有效地改善温度场和速度场的协同性,提高其换热能力,为设计高性能换热装置提供了参考。     

组合式相变材料吸热器热性能研究

针对NASA 2kW高温相变吸热器采用单-熔点的相变材料出现的问题，提出了由3种相变温度不同的相变材料组成的组合PCM吸热器模型，建立了相应的物理模型，给出了数值求解方法，计算了换热管最大温度、工质出口温度、换热管总PCM熔化率等结果。并与单一PCM换热管吸热器进行了比较分析，说明采用组合PCM换热管可以很好地提高吸热器的性能，减少工质温度被动、减少吸热器质量。计算结果可用于指导吸热器的设计。     

非对称紧凑式换热器内超临界二氧化碳与液态铅铋合金耦合换热特性研究

超临界二氧化碳布雷顿循环与铅冷快堆的结合被认为是最为理想的动力循环之一，系统通过中间换热器传递热量，其性能影响着整个发电系统的高效与安全运行。由于超临界二氧化碳和液态铅铋合金（LBE）物理性质和热输运性质差异显著，对称式结构无法匹配两侧工质的换热要求，构建了1种非对称式紧凑式耦合换热器，采用数值模拟方法研究了超临界二氧化碳与液态铅铋合金耦合换热特性。结果表明：提升冷侧流体入口速度会显著增强换热；增加热侧LBE入口速度时，总换热系数先降低后增加；提升换热器冷热流体入口温度，换热器的换热系数先减小后增大，存在最优值；在拟临界区内，强浮力作用会大幅提升冷侧换热，而加速效应则抑制换热。     

翅片片形及沉孔设计对空调换热性能的影响分析

通过焓差实验台对不同结构翅片的换热器进行了换热性能实验,结合平均换热量、翅片侧换热系数及风阻等方面对翅片结构和沉孔设计对换热器换热性能的影响进行了分析.