CSP(concentrated solar power)系统通过聚焦太阳光进行光热发电,主要工作介质包括导热油及熔盐。由于太阳能的不连续性,为了提供更稳定的能量输出,发展出了采用熔盐为储热工质进行蓄热的系统,该系统同时也提供了与其它能源系统耦合的可行性。该系统的熔盐回路主要由3个部分构成,分别为集热器、高低温储热罐和蒸汽发生器。通过对50 MW塔式太阳能的热发电系统熔盐回路的各个组件的模型进行建立,设计一套与之相应的控制系统,并针对不同工况下,各个组件及整个系统的响应进行了模拟,得出熔盐回路的瞬态响应特性。由于其熔盐回路与熔盐反应堆具有一定的相似性,本研究也可为熔盐反应堆核能综合利用中储能系统提供参考。
熔盐堆是第四代先进核能系统的候选堆型之一,具有经济性好、安全性高以及燃料循环灵活等诸多优点。排盐罐非能动余热排出系统是熔盐堆非能动安全系统的重要组成部分。本文针对373MW熔盐堆的非能动余热排出系统进行优化设计研究。通过对比MATLAB程序和CFD分析软件FLUENT对美国橡树岭国家实验室设计的熔盐实验堆(Molten Salt Reactor Experiment,MSRE)模型的计算结果,完成了二者作为熔盐堆排盐罐非能动余热排出系统设计与分析软件的论证。针对373MW熔盐堆的排盐罐非能动余热排出系统提出了初步设计方案,并基于FLUENT仿真结果针对核心部件换热元件进行了一系列分析优化。分析结果表明:在保证换热元件壁面最高温度不超过977.4K最高设计温度的前提下,换热元件采用正方形排布,间距值取95.0mm可以实现经济最大化;减小气隙层对传热强化作用有限,因此气隙层宽度仍采用4.3mm。
