Master

　　Master Thesis

　　The design and performance research of molten salt electrical heating and heat exchange system

　　Zhang Kai

　　Supervised by Associate Proj．Zhang Houlei

　　Nanjing University of Science&Technology December,2015

　　萬方數據

　　聲

　　聲 明

　　本學位論文是我在導師的指導下取得的研究成果，盡我所知，在本學位 論文中，除了加以標注和致謝的部分外，不包含其他人已經發(fā)表或公布過的 研究成果，也不包含我為獲得任何教育機構的學位或學歷而使用過的材料。 與我一同工作的同事對本學位論文做出的貢獻均己在論文中作了明確的說 明。

　　研究生簽名： 主幺粒 沙店年；月。P日

　　學位論文使用授權聲明

　　南京理工大學有權保存本學位論文的電子和紙質文檔，可以借閱或上 網公布本學位論文的部分或全部內容，可以向有關部門或機構送交并授權 其保存、借閱或上網公布本學位論文的部分或全部內容。對于保密論文，按 保密的有關規(guī)定和程序處理。

　　研究生簽名： 主塞塾 矽店年專月鏟日

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　　碩士學位論文

　　碩士學位論文 電熱熔鹽換熱系統設計與性能研究

　　摘 要

　　熔鹽是一種優(yōu)良的高溫傳熱蓄熱介質，有使用溫度范圍寬、蒸汽壓低、熱容量大、 高溫粘度小、熱穩(wěn)定性高以及價廉易得等優(yōu)點，在新能源領域和高溫加熱領域具有巨大 的應用潛力。國內外在高溫熔鹽流動與換熱方面已開展了一些研究工作，但大多集中在 簡單管道結構，針對實際應用系統與設備換熱過程的公開文獻較少，而且以導熱油或蒸 汽為工質的常規(guī)換熱系統設計顯然不宜簡單推廣到熔鹽系統，因此開展相關研究很有必 要。本文作者設計了一套小型電熱熔鹽換熱系統，并對該系統性能進行了具體研究。

　　首先，采用熱力計算與數值模擬結合的方法對熔鹽爐內熔化及升溫過程進行了研究， 設計了一套電熱熔鹽加熱爐，該加熱爐額定功率15kW，爐內有強化導熱翅片，壁面溫 度不超過熔鹽分解溫度，在靜態(tài)加熱條件下，4h內可將熔鹽全部熔化；設計并制作了換 熱系統管路電伴熱裝置，計算并測量了管道伴熱元件性能，以典型的伴熱元件為例，在 60W加熱功率下，12rain內能使管道內壁溫度達到熔鹽熔點以上；研制了一種低成本熱 式熔鹽流量傳感器，采用該傳感器進行了水流量測試驗證和熔鹽流量測試仿真計算，結 果表明該傳感器在原理上可用于管內熔鹽流量的工程測量。

　　其次，設計并搭建了一套熔鹽加熱氣體的換熱系統，對該系統的動態(tài)特性(包括預 熱動態(tài)和運行動態(tài))進行了研究。計算并實測了熱風預熱翅片管換熱器的動態(tài)過程，結 果表明該動態(tài)過程時間遠小于熔鹽加熱爐預熱時間，說明熔鹽加熱爐預熱是系統預熱過 程的主要時間瓶頸；同時對運行過程中的動態(tài)特性進行了仿真計算，討論了工況參數變 化時系統的過渡特性；建立了熔鹽加熱氣體換熱系統的運行程序：所得結果可為系統運 行控制提供參考。

　　*后，采用數值模擬方法研究了熔鹽加熱固體物料的槳葉換熱器的流動換熱特性， 比較了3辭槳葉換熱器所用的實心槳葉、封閉空心槳葉和開孔空心槳葉三種換熱單元的 性能，討論了典型結構參數和運行參數對換熱性能的影響，結果表明開孔空心槳葉的換 熱能力明顯優(yōu)于實心槳葉和封閉空心槳葉，實際的結構設計應權衡換熱、壓降和強度等 多個因素。

　　關鍵詞：熔鹽，電熱系統，氣體換熱系統，槳葉換熱器，伴熱系統

　　萬方數據

　　Abstract

　　Abstract 碩士學位論文

　　Abstract

　　Molten salt is a k砌of excellent heat transfer and heat storage med女．m which has many advantages，such as wide temperature range，bw steam presstn'e，large heat eapac咄low viscosity,good them阻l stabilit'y and low prize．So molten salt has great application potential in the field of l'leW energ