太阳能热发电用高温混凝土储热系统性能分析

吴明　明佳　何雅玲　陶文铨

摘要：采用修正集总热容法对太阳能热发热中混凝土储热整体系统的热性能进行研究。修正的固液换热系数将计算的适用范围扩展到大Biot数的情况。发现放热时固体混凝土和流体沿着流程方向都存在一个温跃层区域，并且随着放热的进行，温跃层逐渐向下游移动并且占据的长度也逐渐增加。分别讨论了混凝土导热系数、模块串联总长度以及储热单元当量外径与钢管内径比值对储热系统放热性能的影响。计算发现，提高混凝土导热系数可以有效提高储热系统的热性能，并且随着导热系数的增加，放热效率的增加会逐渐变慢；增加串联总长度可以有效提高系统的热性能，但是当串联总长度大于1km时，继续增加串联总长度对于特征固体温度分布的影响很小；当量直径比的增加会减小温跃层区沿流程方向的温度梯度，增大温跃层区占据的长度。

关键词：混凝土储热系统；修正集总热容法；温跃层；放热效率