[发明专利]一种光热电站外置式吸热器的设计方法

权利要求书

1.一种光热电站外置式吸热器的设计方法，其特征在于：包括以下步骤，

1)、吸热器熔盐流量计算及吸热管内熔盐流量计算，具体的是根据电站出力和熔盐进出口参数确定通过吸热器的总熔盐量；

2)、金属管壁与熔盐换热系数的计算方法，具体的是根据管内熔盐介质的流态分析确定吸热器内熔盐整体换热系数；

3)、能流密度图的分析，对镜场反射后入射到吸热器表面的能量进行能流密度图模块划分及分析，获得每个模块的输入能量；

4)、建立吸热器及吸热管的热物理模型，对吸热器进行模块化分解并根据实际物理形态建立热物理模型，综合考虑管道轴向、径向和管道周向三个方向的传热形态；吸热器及吸热管的热物理模型建立过程如下，

(1)、模块出口熔盐温度计算公式如下，

式中qt为换热管吸收的热量；

(2)、第j微元的管外壁温度公式如下，

式中qt为换热管吸收的热量；U₀为换热系数；

(3)、第j微元的辐射能积分计算：

式中qt为换热管吸收的热量；U₀为换热系数；

5)、建立完整热力学模型，建立热力学计算模型，建立热平衡公式，通过热力学计算模型分析获得热损失计算方法和吸热量计算方法；

6)、分析并建立数学模型，对数学模型分析，采用迭代的和并行计算的方式最终获得符合实际工况的精确解，并获得优化的吸热器热效率数值；

7)、求得吸热管壁温和吸热管内膜温的数值，并进行应力危险点分析，指导吸热器设备运行。

2.根据权利要求1所述的一种光热电站外置式吸热器的设计方法，其特征在于：步骤1中熔盐总流量计算公式为M＝Pth,rated/Cp(T_out–T_in)。

3.根据权利要求1所述的一种光热电站外置式吸热器的设计方法，其特征在于：步骤2中吸热器熔盐换热系数计算公式为

4.根据权利要求1所述的一种光热电站外置式吸热器的设计方法，其特征在于：步骤5中基于微元的热平衡公式如下，

5.根据权利要求1所述的一种光热电站外置式吸热器的设计方法，其特征在于：步骤5中微元对外环境对流损失计算公式如下，

吸热管的吸热量计算公式如下，

6.根据权利要求1所述的一种光热电站外置式吸热器的设计方法，其特征在于：步骤6中出口处熔盐平均温度计算公式如下，

7.根据权利要求1所述的一种光热电站外置式吸热器的设计方法，其特征在于：步骤7中吸热管壁温和吸热管内膜温计算公式如下，

8.根据权利要求1所述的一种光热电站外置式吸热器的设计方法，其特征在于：优化的吸热器热效率数值计算公式为，σ_eff＝Q_t/Q_inc，式中的Q_inc为入射太阳能能量值。