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

　　万方数据

　　声

　　声 明

　　本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位 论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的 研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。 与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均己在论文中作了明确的说 明。

　　研究生签名： 主幺粒 沙店年；月。P日

　　学位论文使用授权声明

　　南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上 网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权 其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按 保密的有关规定和程序处理。

　　研究生签名： 主塞塾 矽店年专月铲日

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　　硕士学位论文

　　硕士学位论文 电热熔盐换热系统设计与性能研究

　　摘 要

　　熔盐是一种优良的高温传热蓄热介质，有使用温度范围宽、蒸汽压低、热容量大、 高温粘度小、热稳定性高以及价廉易得等优点，在新能源领域和高温加热领域具有巨大 的应用潜力。国内外在高温熔盐流动与换热方面已开展了一些研究工作，但大多集中在 简单管道结构，针对实际应用系统与设备换热过程的公开文献较少，而且以导热油或蒸 汽为工质的常规换热系统设计显然不宜简单推广到熔盐系统，因此开展相关研究很有必 要。本文作者设计了一套小型电热熔盐换热系统，并对该系统性能进行了具体研究。

　　首先，采用热力计算与数值模拟结合的方法对熔盐炉内熔化及升温过程进行了研究， 设计了一套电热熔盐加热炉，该加热炉额定功率15kW，炉内有强化导热翅片，壁面温 度不超过熔盐分解温度，在静态加热条件下，4h内可将熔盐全部熔化；设计并制作了换 热系统管路电伴热装置，计算并测量了管道伴热元件性能，以典型的伴热元件为例，在 60W加热功率下，12rain内能使管道内壁温度达到熔盐熔点以上；研制了一种低成本热 式熔盐流量传感器，采用该传感器进行了水流量测试验证和熔盐流量测试仿真计算，结 果表明该传感器在原理上可用于管内熔盐流量的工程测量。

　　其次，设计并搭建了一套熔盐加热气体的换热系统，对该系统的动态特性(包括预 热动态和运行动态)进行了研究。计算并实测了热风预热翅片管换热器的动态过程，结 果表明该动态过程时间远小于熔盐加热炉预热时间，说明熔盐加热炉预热是系统预热过 程的主要时间瓶颈；同时对运行过程中的动态特性进行了仿真计算，讨论了工况参数变 化时系统的过渡特性；建立了熔盐加热气体换热系统的运行程序：所得结果可为系统运 行控制提供参考。

　　*后，采用数值模拟方法研究了熔盐加热固体物料的桨叶换热器的流动换热特性， 比较了3辞桨叶换热器所用的实心桨叶、封闭空心桨叶和开孔空心桨叶三种换热单元的 性能，讨论了典型结构参数和运行参数对换热性能的影响，结果表明开孔空心桨叶的换 热能力明显优于实心桨叶和封闭空心桨叶，实际的结构设计应权衡换热、压降和强度等 多个因素。

　　关键词：熔盐，电热系统，气体换热系统，桨叶换热器，伴热系统

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　　Abstract

　　Abstract 硕士学位论文

　　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