溶融塩蓄熱技術は火力発電ユニットの柔軟性を向上させることができ、溶融塩蒸発器は溶融塩の熱エネルギーを利用してボイラー給水を過熱蒸気に加熱するシステムの中核部品である。しかし、溶融塩の特殊な熱物性および熱交換器の複雑な構造により、既存の伝熱相関式ではその伝熱特性を正確に計算することが困難である。溶融塩熱交換器の実験的研究は高コストであり、現存の数値シミュレーション手法では単相溶融塩側と相変化作動流体側の連成した伝熱計算を実現するのは難しい。入口給水条件を与えられた条件下で、流路に沿った作動流体のエンタルピー分布を設定することで溶融塩側熱交換の数値モデルを構築し、シミュレーションされた熱負荷分布に基づいて作動流体のエンタルピー変化を計算し、初期設定値と比較して補正を行った。複数回の反復を経て、溶融塩蒸気熱交換器の熱交換過程の正確な計算を達成し、この方法を用いて熱交換器の運転特性を研究した。研究結果は、作動圧力2 MPaにおいて、入口の過冷水状態から完全な汽化に至る過程で作動流体の蒸発速度が徐々に増加し、蒸発完了点で熱負荷が86,295.12 W/m²まで増加した後急激に低下し、最終的に約5,000 W/m²で安定することを示した。溶融塩の流動断面には顕著な温度不均一性が存在し、最大熱偏差は216％に達し、入口溶融塩温度の低下に伴い温度場の不均一性が緩和された。

溶融塩蓄熱;熱交換器;数値シミュレーション;伝熱特性