混凝土储热技术.PPT

* 混凝土储热技术 混凝土储热器的传热特性-槽式系统应用算例 储热块长度100m，换热管内径 16mm，管径比（b/a）为 8，初始温度：290℃ 导热油充热时入口温度：390℃，放热时入科温度：290℃，充热时间：6小时，放热时间：6小时。 充热结束时导热油出口温度不高于330℃ 放热结束时导热出口温度不低于350℃。 * 混凝土储热技术 混凝土储热器的传热特性 经过3个充放热循环之后管内流速均为0.163m/s。 储热块的平均工作温度范围为323.3℃到356.7℃，有效工作温差为33.4℃。 * 混凝土储热技术 混凝土储热器的传热特性 充热结束时，储热块出口处的固体储热材料的温度为320℃。 放热结束时，储热块出口处的温度为360℃，储热块轴向的温度差达到了70℃。 充热过程中未被利用的温度区域 放热过程中未被利用的温度区域 被利用的温度区域 * 混凝土储热技术 参数定义- 储热容量利用因子 Andasol-1电站双罐熔融盐储热系统：91.3% 前页混凝土储热系统：33.4% 为充热束时固体储热介质的平均温度 为放热结束时固体储热介质的平均温度 储热容量利用因子高了，就可以节省储热材料的用量。 * 混凝土储热技术 小结 1 内置列管式混凝土储热是一种可行的储热方式 2 由于混凝土储热的被动式储热特征，在使用过程中储热材料的利用率（容量因子）较低，与双罐储热技术相比，为了实现相同的储热效果，需要实验更多的储热材料。 3 成本约束下的方案优化至关重要。 混凝土储热技术 参考资料 联系方式：baifw@ 实验室主页： * * * * * * * 混凝土储热技术  中国科学院电工研究所 2018年6月27日 白 凤 武 * * 固体显热储热技术 固体显热储热系统： 储热材料成本低，系统结构简单、运行维护方便、使用寿命长等优点 材料 平均密度 （kg/m3） 导热系数 （W/m·K） 比热 （kJ/kg·K） 单位质量成本 （$/kg） 单位热量成本 （$/kWht） 沙石 1700 1.0 1.3 0.15 4.2 混凝土 2200 1.5 0.85 0.05 1.0 NaCl 2160 7.0 0.85 0.15 1.5 铸铁 7200 37.0 0.56 1 32 铸钢 7800 40.0 0.60 5 60 硅土 1820 1.5 1.00 1 7.0 氧化镁 3000 5.0 1.15 2 6.0 混凝土储热材料： 材料成本低廉，体积热容量较高，热导率适中，化学性质稳定，是非常有应用前景的固体储热材料。 * 混凝土储热技术 列管式混凝土储热器 基本原理：金属管内为传热流体通道，充热过程时高温的传热流体从管束中流过将热量传递给混凝土；放热过程低温的传热流体从管束中流过被温度高的混凝土加热。 * 混凝土储热技术 列管式混凝土储热器 应用过程中可以采用多个模块进行串联或者并联。 * 混凝土储热技术 混凝土储热器的实验研究 德国太阳能氢能研究中心（ZSW）1991~1994年 结论：混凝土储热可以作为一种成本低廉的储热方式，混凝土材料本身存在长期稳定性的问题。 * 混凝土储热技术 混凝土储热器的实验研究 德国宇航中心（DLR）2003 结论： 在60个充放热循环之后，储热材料和换热器之间的热交换仍然没有退化 储热模块尺寸：0.48×0.48×23m3 * 混凝土储热技术 混凝土储热器的实验研究 德国宇航中心（DLR）2008 结论： 1.经过近100次的充放热循环之后，储热块的性能并没有退化 。 2.混凝土显热储热的储热容量可以做到从kWh到GWh的储热范围 储热温度和容量：400℃， 100kWh 传热流体和充放热时间：导热油，6h * 混凝土储热技术 混凝土储热器的传热特性实验研究 太阳能集热系统 采光口面积：560m2 聚光比：70 长度：100m 热功率：约230kW HTF最高温度：390℃ 150mm×150mm×800mm 换热钢管：内径di=21mm，外径do=25mm * 混凝土储热技术 混凝土储热器的传热特性实验研究-充放热过程 初始混凝土温度：238℃ 充热时间：3.5h 结束温度：341℃（Avg. ） 最高温度：360℃（Max.） 充热量：1.21kWh 充热效率：45% 等待时间：1h 初始混凝土温度：336℃ 放热时间：70min 结束温度：270℃ (avg.) 充热过程 放热过程 验证耐高温混凝土储热材料耐温性能和原理可行 * 混凝土储热技术 混凝土储热器的大规模应用 该电站配置17万平方米的类菲涅耳式聚光集热镜场， 720MWh（th）的混凝土储热系统，15MWe的汽轮机发电系统 /ar