Estudio de las características de transferencia de calor del evaporador de sales fundidas

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摘要

La tecnología de almacenamiento de calor con sales fundidas puede mejorar la flexibilidad de las unidades térmicas. El evaporador de sales fundidas utiliza la energía térmica de la sal para calentar el agua de alimentación de la caldera hasta vapor sobrecalentado, siendo el componente central de todo el sistema. Sin embargo, las propiedades térmicas especiales de las sales fundidas y la estructura compleja del intercambiador de calor dificultan el cálculo preciso de sus características de transferencia térmica con las correlaciones existentes. Las investigaciones experimentales de los intercambiadores de calor de sales fundidas son costosas, y los métodos actuales de simulación numérica tienen dificultad para lograr el cálculo acoplado del intercambio de calor entre el lado de la sal fundida de fase simple y el lado del fluido de cambio de fase. Bajo parámetros dados del agua de alimentación de entrada, se estableció un modelo numérico del intercambio de calor del lado de la sal fundida mediante la configuración de la distribución de entalpía del fluido a lo largo de la trayectoria, y luego se calcularon los cambios de entalpía del fluido según la distribución simulada de la carga térmica, ajustándolos comparándolos con los valores de referencia iniciales. Tras múltiples iteraciones, se logró un cálculo preciso del proceso de transferencia de calor en el evaporador de vapor con sales fundidas, y con este método se estudiaron las características operativas del intercambiador. Los resultados muestran que a una presión de trabajo de 2 MPa, la tasa de vaporización del fluido aumenta gradualmente desde un estado de sobreenfriamiento en la entrada hasta la vaporización completa, la carga térmica aumenta rápidamente hasta 86 295,12 W/m2 en el punto de finalización de la vaporización y luego disminuye rápidamente, estabilizándose finalmente alrededor de 5 000 W/m2; existe una notable desigualdad de temperatura en la sección transversal del flujo de la sal fundida, con una desviación térmica máxima de hasta el 216%, y con la disminución de la temperatura de entrada de la sal fundida, la no uniformidad del campo de temperatura se alivia.

关键词

almacenamiento de energía en sales fundidas;intercambiador de calor;simulación numérica;características de transferencia térmica

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