用于太阳能超临界CO2布雷顿循环的流态化颗粒换热试验与模拟

搭建30 kW浅层多级流态化颗粒换热试验台,在约1.5倍临界流化速度、换热器采用直管管束逆流形式布置时颗粒侧换热系数可达590～860 W/(m2·K).采用双欧拉流体模型对流化床内水平埋管管束换热进行数值模拟,模拟结果与试验结果偏差在10％以内.利用析因设计与线性回归模型研究颗粒粒径、颗粒导热系数和流化气体速度对流态化换热效果的影响.发现颗粒粒径是换热系数的主要影响因素,流化气体速度是次要因素.对于100 MW级太阳能超临界CO2布雷顿循环系统,流态化颗粒换热温度范围为650～900℃,换热器热效率约为98.7％,效率约为80.6％,效能约为61.9％,满足设计要求.