太阳能吸热器可靠性分析方法及系统技术方案

技术编号:45820598 阅读:7 留言:0更新日期:2025-07-15 22:31
本发明专利技术提供了一种太阳能吸热器可靠性分析方法及系统,属于塔式太阳能吸热器技术领域,其方法包括如下步骤:获取太阳能吸热器表面的能流密度分布;构建简化后的吸热器模型,具体为:将多个吸热管简化为面板,使面板的总长度等于管屏的长度,使面板的厚度等于吸热管的壁厚,使面板的总面积等于多个吸热管的总流通面积;将能流密度分布加载于简化后的吸热器模型表面,在管屏的长度和高度方向对能流密度分布进行插值,计算吸热器模型的温度分布;提取管屏上对应位置的对流换热系数,将能流密度施加于吸热管的受热面,计算吸热管的等效应力和等效应变,并计算吸热管的总损伤值,根据总损伤值分析吸热器是否失效。本发明专利技术能够准确评估吸热器的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于塔式太阳能吸热器,具体涉及一种太阳能吸热器可靠性分析方法及系统


技术介绍

1、塔式太阳能热发电具有热效率高、储热能力强、装机容量大等优点,被认为是最有潜力的发电技术之一。太阳能吸热器是塔式光热电站的集热装置,其中外露管式吸热器因其结构简单,受热面积大成为应用最广泛的吸热器结构。由于高聚光比和太阳辐射波动性,吸热器表面能流密度往往分布不均,将导致较大热应力,长时间的应力可能导致吸热器失效,影响电站的正常运行和经济效益。因此,分析吸热器的光-热-力性能和运行安全性至关重要。

2、当前吸热器的安全可靠性分析主要依赖于流固耦合解法和简化解析解法。流固耦合解法是一种结合流体动力学与固体力学的计算方法,该方法考虑了流体在吸热器内的流动对固体结构的温度场和应力场的影响,通过建立全尺寸模型,能够精确模拟吸热器在不同工作条件下的热流密度分布、温度变化和应力状态。例如,wang等建立了太阳能吸热器三维全尺寸的光热-力耦合模型,对每根吸热管都进行了建模,研究了不同位置吸热管在不同时刻和热流密度下的光热转换性能及应力特性,并利用多点瞄准策略提高了吸热器本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种太阳能吸热器可靠性分析方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的太阳能吸热器可靠性分析方法,其特征在于,所述计算太阳能吸热器表面的能流密度分布,包括如下步骤:

3.根据权利要求1所述的太阳能吸热器可靠性分析方法,其特征在于,所述计算简化后的吸热器模型的温度分布,具体为:采用有限体积法,利用Fluent软件模拟简化后的吸热器模型与空气之间的辐射过程及对流换热过程,及与熔盐的吸热过程,并计算简化后的吸热器模型与空气域及熔盐域的温度分布,得到简化后的吸热器模型的温度分布。

4.根据权利要求1所述的太阳能吸热器可靠性分析方法,其特征在于...

【技术特征摘要】

1.一种太阳能吸热器可靠性分析方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的太阳能吸热器可靠性分析方法,其特征在于,所述计算太阳能吸热器表面的能流密度分布,包括如下步骤:

3.根据权利要求1所述的太阳能吸热器可靠性分析方法,其特征在于,所述计算简化后的吸热器模型的温度分布,具体为:采用有限体积法,利用fluent软件模拟简化后的吸热器模型与空气之间的辐射过程及对流换热过程,及与熔盐的吸热过程,并计算简化后的吸热器模型与空气域及熔盐域的温度分布,得到简化后的吸热器模型的温度分布。

4.根据权利要求1所述的太阳能吸热器可靠性分析方法,其特征在于,...

【专利技术属性】
技术研发人员:张龙帅争峰李校龙汤建军雷咸道窦潇潇方嘉宾沈亚军陈鹏飞张俊峰
申请(专利权)人:中国三峡新能源集团股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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