一种基于非均匀热流密度下C型并联管设计方法技术

本发明专利技术属于塔式太阳能吸热器并联管应用领域，尤其涉及一种基于非均匀热流密度下C型并联管的设计方法，其步骤如下：采集各管管外壁受热侧平均热流密度；采集各管质量流量及管外壁吸热量；得到各管吸热量与标准管吸热量的比值；将比值开算数平方根得到一个新的比值；计算各管内径的初步理想取值；基于各管的初始质量流量分配提出流量系数修正系数；结合流量修正系数得到最终理想内径；将计算的理想内径与偏心管结合，构成并联管新结构。本申请以“热量‑流量”匹配原则为指导，核心在于通过变径来改变并联管的流量分配，使得重新分配后的流量与管外的非均匀热流密度相匹配，实现出口流体温度均匀，其次结合偏心管能大幅降低管外壁的温度的优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于塔式太阳能吸热器并联管应用领域，尤其涉及一种基于非均匀热流密度下c型并联管的设计方法。

技术介绍

1、二氧化碳在自然界中广泛存在且原料易获得，具有无污染、化学性质稳定等特点。co2临界点参数较低(7.38mpa，35℃)，加温加压到超临界状态作为传热流体，具有流动性好、传热效率高、压缩功率小等优势。这些特性使超临界二氧化碳(s-co2)适合用于热力循环，有望在核能发电、太阳能发电、燃煤发电领域得到应用。太阳能发电主要分为光热发电和光伏发电，结合s-co2布雷顿循环的塔式太阳能发电技术是第三代聚光太阳能热发电(csp)最具潜力的方法之一。

2、塔式太阳能吸热器主要分为外置式和空腔式两种，其中空腔式吸热器结构紧凑、热损失相对较小，但其通常处于高度非均匀的太阳能流下，导致吸热器管外壁出现局部超温、温度梯度大，各管出口温度不均匀等问题，给系统的安全运行带来巨大隐患。吸热器由一系列支管组成的并联管组构成，并联管流动布置方式主要分为c型、i型、z型和n型，c型流动布置特点是流量分配较其它几种布置均匀，因此得到广泛应用。但在传统结构下，仍存在超本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于非均匀热流密度下C型并联管的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于非均匀热流密度下C型并联管的设计方法，其特征在于，所述步骤(1)中，一个并联管组包括十根支管及两根母管，吸热器包含多个并联管组，一个并联管组中的各支管管外壁平均热流密度是针对10根支管向阳侧的，其中每根支管只采集管外壁面积一半的热流密度均值，另一半为绝热侧；热流密度符号记为qwo，单位为kW/m2。

3.根据权利要求2所述的一种基于非均匀热流密度下C型并联管的设计方法，其特征在于，所述步骤(2)中，各支管管外壁吸热量为支管平均热流密度与该支管一侧表面积的乘...

【技术特征摘要】

1.一种基于非均匀热流密度下c型并联管的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于非均匀热流密度下c型并联管的设计方法，其特征在于，所述步骤(1)中，一个并联管组包括十根支管及两根母管，吸热器包含多个并联管组，一个并联管组中的各支管管外壁平均热流密度是针对10根支管向阳侧的，其中每根支管只采集管外壁面积一半的热流密度均值，另一半为绝热侧；热流密度符号记为qwo，单位为kw/m2。

3.根据权利要求2所述的一种基于非均匀热流密度下c型并联管的设计方法，其特征在于，所述步骤(2)中，各支管管外壁吸热量为支管平均热流密度与该支管一侧表面积的乘积，符号为qn(n＝1,2,3,......,10)，单位为kw，qn＝a·qwo,n(n＝1,2,3,......,10)，a为一根管管外壁面积的一半；质量流量分配为所述并联管组中母管进口总质量流量经过分流后流入各支管的质量流量，记为gm,n(n＝1,2,3,.......,10)，单位为kg/s。

4.根据权利要求3所述的一种基于非均匀热流密度下c型并联管的设计方法，其特征在于，所述步骤(3)中，令α1:α2:.....:α10＝q1:q2:......:q10，因各管吸热量呈中心对称分布，所以选择标准管为3号管或8号管，令α3,8＝1，其中α1至α10为一个可变的比值，无具体含义。

5.根据权利要求4所述的一种基于非均匀热...

【专利技术属性】
技术研发人员：施伟杰，肖文静，田军，徐游波，刘书舟，
申请(专利权)人：东方电气集团科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：