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机械设计与制造2025年第07期:高温熔盐储罐梯度功率加热模型及应用

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张巨银;王学平;张艺潇;郭凯;

单位:甘肃省特种设备检验检测研究院;兰州理工大学石油化工学院;

摘要:熔盐作为太阳能热发电系统中的传热储热介质,对其加热进程设计与调控,是影响功耗、耗时及熔盐使用寿命的重要路径。以兰州新区兰石集团XX号高温熔盐储罐为研究对象,测试对比了以恒定功率10kW和35kW加热熔盐过程中不同位点处熔盐温度的变化规律,求解了温升梯度。提出了梯度功率加热理论模型,进而求解设计了梯度功率加热方案,结果表明该方案在缩短加热耗时和延长熔盐使用寿命方面具有显著优势。测试对比了3种方案下的功耗,发现采用梯度功率加热方案时,电力成本远小于低功率(10kW)加热。虽然采用梯度功率加热方案加热的电力成本大于高功率(35kW)加热,但是温升梯度显著低于高功率(35kW)加热。因此,采用梯度功率加热方案,对优化熔盐熔化相变过程中的温度变化速率、降低蠕变损伤对储罐寿命的影响及控制生产成本具有一定的指导价值。

关键词:熔盐;;储罐;;梯度加热;;功耗;;调控

基金资助:国家自然科学基金(52204074);; 甘肃省特种设备检验检测研究院重点研发项目(TZ202206);; 甘肃省教育厅青年博士支持项目(2024QB-026);; 甘肃省联合科研基金重大项目(23JRRA1549)