模块化熔盐储热换热器流动传热特性研究及安全性分析

摘要

为进一步提升燃煤机组的运行灵活性并实现燃煤机组与电力系统的热电解耦，针对燃煤-熔盐耦合系统中储热换热器的优化设计问题展开研究。基于新型模块化熔盐储热换热器的结构特点和实际运行工况中的现场测量数据，计算得出熔盐侧换热系数并对汽水系统的流动传热特性进行计算分析。基于流动网格系统法将汽水管束进行划分并建立流量分配和压降计算模型，将熔盐泵启动工况下实际测量的运行数据与程序计算得出的系统总压降进行对比，相对误差为2.13%,验证了计算模型的可靠性。计算分析了设计工况下汽水系统的压力分布、流量分配、出口汽温、管壁金属温度等特性参数，并进行热负荷受到扰动时的流动不稳定性研究。结果表明：设计工况下熔盐泵不启动时，工质出口汽温为327.7℃;熔盐泵启动时，工质出口汽温为362.2℃;两种运行工况下系统总压降与最大管壁金属温度均在安全合理的范围内，且不会发生流动不稳定的现象。该研究全面评价了熔盐储热换热器运行时的安全性与可靠性，为耦合燃煤发电的熔盐储能技术提供了理论基础。

关键词

熔盐储热换热器 / 熔盐侧换热系数 / 流量分配 / 压降计算

基金资助

国家重点研发计划资助项目(2022YFB4100303)