太陽(yáng)能熱發(fā)電用儲(chǔ)熱混凝土的制備與儲(chǔ)熱單元熱應(yīng)力模擬分析.pdf

1、面對(duì)世界能源的日益枯竭，環(huán)境日益遭受嚴(yán)重的污染，各國(guó)都開(kāi)始把視線集中到了可替代能源上來(lái)，可替代能源將直接影響到人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。近幾年來(lái)，世界范圍開(kāi)發(fā)新能源越來(lái)越興盛，而太陽(yáng)能作為一種綠色無(wú)污染的能源，以及其儲(chǔ)量無(wú)窮的特點(diǎn)，引起了研究者廣泛的關(guān)注，而這其中的太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)已成為了人們的焦點(diǎn)，世界范圍內(nèi)也已經(jīng)建成投產(chǎn)了多座太陽(yáng)能熱發(fā)電站。但是太陽(yáng)能也有其自身不可避免的缺點(diǎn)，那就是陽(yáng)光具有間歇不穩(wěn)定性，這就必然引入了太陽(yáng)能儲(chǔ)熱系統(tǒng)的問(wèn)

2、題，太陽(yáng)能儲(chǔ)熱系統(tǒng)的作用就是太陽(yáng)能電站將太陽(yáng)光充足的時(shí)候所產(chǎn)生的多余熱量?jī)?chǔ)存起來(lái)，當(dāng)太陽(yáng)光不充足的時(shí)候可以把熱量轉(zhuǎn)換出來(lái)以供電站正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在目前太陽(yáng)能熱發(fā)電站中，廣泛使用的儲(chǔ)熱材料為相變材料，但是相變材料一般對(duì)反應(yīng)容器要求比較高，而且成本相對(duì)也比較高。本實(shí)驗(yàn)室結(jié)合耐火澆注料的制備經(jīng)驗(yàn)，制備出了成本低廉且對(duì)管道無(wú)任何腐蝕的混凝土儲(chǔ)熱材料。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 ⑴結(jié)合制備太陽(yáng)能中溫混凝土的經(jīng)驗(yàn)，制備出能耐高溫的儲(chǔ)熱混凝土，通過(guò)改

3、進(jìn)配方，提高儲(chǔ)熱材料的性能，同時(shí)也降低了材料制備的成本。
　　 ⑵研究高溫儲(chǔ)熱混凝土在摻入石墨含量不同的條件下，抗壓、抗折性能的變化，確定其最佳配合比及制備工藝并分析了變化的規(guī)律和原因。實(shí)驗(yàn)表明，高溫儲(chǔ)熱混凝土摻入5％石墨，強(qiáng)度仍能滿足工業(yè)要求。
　　 ⑶研究高溫儲(chǔ)熱混凝土在不同高溫環(huán)境下，其體積及力學(xué)性能的變化情況，分析了體積變化和力學(xué)性能變化的原因；實(shí)驗(yàn)表明，配方設(shè)計(jì)中，摻入的鋁微粉與鋁釩土在高溫下反應(yīng)生成了莫來(lái)石相

4、，材料的力學(xué)性能有了明顯的提高。
　　 ⑷利用有限元分析軟件ANSYS對(duì)儲(chǔ)熱模型進(jìn)行熱應(yīng)力分布模擬，首先建立分析模型，及其溫度場(chǎng)，再建立相應(yīng)結(jié)構(gòu)場(chǎng)，在結(jié)構(gòu)場(chǎng)中對(duì)模型進(jìn)行邊界條件的設(shè)置，再將溫度場(chǎng)與結(jié)構(gòu)場(chǎng)相耦合，計(jì)算分析出模型的溫度分布、熱應(yīng)力分布(其中包括徑向應(yīng)力與剪應(yīng)力)，結(jié)合所導(dǎo)出的數(shù)據(jù)，繪制出模型的溫度和熱應(yīng)力分布圖:
　　 ⑸利用ANSYS建立的溫度與結(jié)構(gòu)耦合場(chǎng)，分析了材料的參數(shù)泊松比、熱膨脹系數(shù)、彈性模量分別對(duì)