1598005384-f9c00b8492d7f4330216974bac4e6cb9 (Солнечные электрические станции. Р.Б. Ахмедов, И.В. Баум, В.А. Пожарнов, В.М. Чаховский, 1986u), страница 18

при университете штата Йелавэр в США создана установка, для которой разработаны аккумулятор тепла и холода. В качестве ИОФ в АТ используется пептагидрат гипосу««ьфита натрия, а для холопа - злюсь глауберовой соли, буры, хлоридов «итрия и аммония. Тепловая емкость АТ 1,5, а аккумуляторов холода 0,45 ИЙж. установка работает по 87 настоящее время в качестве пемонстрапионной установки. В 1975 г. управление энергетических исследований и разработок министерства энергетики США организовало группу при университете штата Виргиния пля опенки результатов по разработке МОФ пля АТ и холода. Признано необходимым создать справочник, который должен включать термодинамические свойс ва, ив(юрмацию о тепловых свойствах и кинетике фазовых прев ращений, а также пелый ряп пругих свепений,необхопимых пля разработки МОФ, а на их основе - АФП. С 1976 г.

ведутся н вые разработки и исследования по поиску МОФ с лучшими сво ствами. Например, фирма Рои Сйеш!са! Со. (США] разрабатывает новые МОФ на оси~ее гексагипрата хлористого кальпия. В йепяве!ает Ро(усесйв(с !пв!(спл" (США] подготовлены аанлые пля неорганических эвтектик, плавящихся при температурах от -138 по 2700 С, и включены в справочник Нациоо нального бюро стандартов. Для температурного диапазона от 100 по 300 С разработаны МОФ на основе борной кислоты и о эвтектики нитрата лития с гипрооксипом лития, запатентованвь фирмой Ооппш був(еш (ФРГ). Проводятся исследования АТ на скрытую теплоту растворелия.

Лучшие из АТ обладают высокой энпотермической теплотой растворения, высокими температурными коэффициентами растворимости и теплоемкостью в 5 раз превышающей тепло- емкость волы. Конструктивно АФП более эффективен с точки зрения теплоперепачи, когда теплообменник выполняется с непосредственным контактом среп типа жидкий раствор - несмешивающаяся жидкость. Большое внимание упеляется разработ ке МОФ с превращением из одного тверпого состояния в другое, Бъши открыты комплексные соединения с температурой о обратимого фазового перехода от 14 по 185 С с теплотой пе рехопа по 455 кДж/кг, но у самых распространенных из них теплота перехода порядка 130 кДж/кг В настоящее вреъш проявляется все возрастающий интерес к разработке АФП с МОФ во всем мире, что является доказательством необхопимостя в юпежных и компактных АТ на основе эффективных изотеръиитьных срэп.

о а ения сове ше ствования систем я СЭУ и е е СЭУ обладают большими термопинамическими возможноо- тями особенно при наличии в ее составе ТАС, когда СЭУ поп- шпочается к потребителю через АТ. Если КПД ТАС на СЭУ Епте((ов и СЭС в Барстоу нэ превышает 70%, то КПД ТАС на СЭС СЙЗ на жидком натрии превышает 90% (104), Высокий КПД ТАС обеспечивается за счет использования в качестве теплоносителя, проходящего через теплоприемник, таких веществ, как натрий или расплав соли, которые одновременно служат как ТЛ№ Высокий КГ!Д ТАС достигается, если в качестве ТАМ применять огнеупорный кирпич, керамику, а в кэчестве теплоносителя воздух, газ.

Успешно разрабатываются теплоемкость АТ на базе солей азота, в частности на смеси солей г!а1ЧОЗ-КХОЗ. Ее аостоинства; недорога, обпапает высокой плотностью запасаемой энергии и работает при достаточно высоких температурах. Компания МагНв Маиеыа разрабать1вает ТАС на ослюве расплава нито ратов, причем горячая соль (566 С) будет храниться в облицованном огнеупорном материалом баке с внутренней теплоо изоляцией (рис. 17), а холодная соль (288 С) — в баке из углеродистой стали, которая также защищена внутренней тепло изопяпией.

Внутренняя облиповка выполнена из непроницаемых пля жидкости вафвльвых мембран, анллогичных используемым пля хранения сжиженного природного газа. Проведенные испытания данной ТЛС в Альбукерке, в том числе на усталостную прочнооть обпиповки, успешно завершились в 1982 г. (104).

Компании Вое(пй и йавдвтз Аввос. РОША) завершили разработку АТ с испошзованием пористой керамической матрицы в качестве ТАМ. чеоез которую пля отвода и попвопа тепла прокачивается воэпух, Керамический материал (оксип алюминии или магния) хранится в баке поп давлением и нагревается но 816 С от газоохлажпаемого Г(П. Для параболоипиых конпентраторов разрабатываютои АТ> действующие по принпипу накоплешш скрытой теплоты с послепуюшим эе'использованием в двигателях с пиклами Ренкина, Брайтона и Стирлинга, котопыэ монтиру|отся СевМестно с АТ на конпеитраторах и въ1лопншотся в виде интегральной конструкпии приемник — аккумулятор с объембм накопленной энергии, достаточным для работы только в короткий промежуток времени. Завершена разработка эскизных прсектов экспериментальной конструкпии и некоторых элементов таких аккумуляторов пля работы в СЭУ с параболоипиыми конпентраторами по вышеперечисленным пикнем.

В )е! Ртори(в!оп !.ао, (СШЛ) ведутся работъ1 по изучению теплоперепаюших и коррозиониых свойств солей пля рас,смотренных АТ (104 !. Рнс. 18 Рис, 17. Экспериментальный бак пля хранения горячего расплава соли: 1 — облнцовка; 2 — внутренняй теплоизоляпня; 3 охлажцаемое водой основание Рис. 18. Конструкция приемника-аккумулятора для параболи-, ческого круглого кониентратора н пвнгателя Ренкина на орг ническом топлнве".

1 — сегментные контейнеры с различнымн МОф; 2 — стальные трубки для прохопа толуола> 3 - жипкий толуол; 4 — перегретый пар толуола; 8 - изоляиня приемника3 6 - медная полость Йля экспернментов с небольшой СЭУ (электрической мошностью 0,1 МВт) была предложена конструкции АТ с МОФ (рис. 18), расположенным внутри стенок теплоприемннка. Эта установка будет состоять из поля парабоноипных крупных коннен траторов с расположенными на них пвнгателями Ренкина, работаюшими на органическом топливе.

Анализ состояния развития ТАС в составе СЭУ определил не только область нх применення, но и пути их совершенствования. ТАС первого поколения обладают относительно высокнм КПЙ (70% пля непрямых систем и более 90% пля прямых). Исхопя из этого, усовершенствование ТЛС с точки зрения по вышения КПЙ не привепет к его сколько-нибуоь заметному росту. Поэтому основное внимание должно быть сосрепоточенб на снижении нх стоимости. В этом отношении перспективными являются теплоемкостные АТ, для которых поиск вздоре~ах ТАМ - одна из непростых запач, Йаже АТ с расплавамн нит- ратов, являюшиеся наиболее экономичными системами, вынграли бы 6т'совместной работы с недорогими ТАМ, например грави- ем.

При етом необхопнмо иметь в внпу, что сочетание жипко- го расплава с гравием полжно исключать цетрааапню солевой системы прн плительной совместной работе, В АТ по прямой схеме (имеетси в виду, что аккумулирую- щая среде одновременно н теплоноситель) достигается более высокий КПЙ, так как отпапает необхопнмооть включения тез- лообменника в контур ТАС. В этих схемах основной пробле- мой является выбор инертного в коррозионном отношении н дешевого ТАМ-теплоносителя. К настояшему времени выявле- но, что наиболее приемлемыми являются расплавы солей (нит- ратов) как пля хранения тепла, так и для его отвопа и иере- пачн, Жидкий натрий менее эффектнвен для аккумулирования тепла из за низкой его теплоемкости тв 3 раза ниже, чем у воны), но обладает прнемлемыми свойствами, необходимыми для отбора тепла.

Кроме того, он относительно порог. Отстопа поиск эффективных ТАМ-теплоносителей для ТАС, рэелизуемых по прнеой схеме, не полжен прекрашаться. Опновременно пред- стоит разрабатывать емкости пля аккумулирования тепла с обеспечением аффективного хранения и отвопа его нз АТ, Сушествуют опасения, что СЭУ, реализуемая по прямой схеме, может оказаться экономически неоправаанной из-за высокей стонмости ТАИ - теплоносителя и ТАС. В этом слу- чае межпу солнечным теплопрнемннком и АТ выгопно будет установить недорогой промежуточный теллообменник.

Йля теп- лообменников в трапнпнонных схемах для зашиты ик от высоко температурной коррозии используются.порогне стшавы, поэтому 'для СЭУ необходимо взыскивать новые вицы теплообменников. Поп научным руковопством ХАБА в США разрабатывается и исследуется высокотемпературный теплообменник с прямым контактом между ТАМ и теплоносителем. Конструхтнвно пре- пусматриваются трн мопуля (свннповый, солевой я контактный), соэпинэнньтх мэжпу собой двумя разпельнымн трубопровопами: один пля ТАМ на основе обратнмого фазового преврашення, а другой пля жидкого теплоносителя.

Теплоноснтель инжектируээ- ся в верхнюю часть теллообменной колонкн (контактцый мо- яуль), нагревается, проходя вниз по колонке, и откачивается нз нижней частя к погпотителю тепла. Расплавленный ТАМ в свою очерець поступает в нижнюю часть колонки и перепает тепло жиикому теплоносителю, попннмаясь прн этом вверх прок 2-2 0' Газа; 5 - перегородке с форсунками1 6 — дроссель давлению 7 - выход твердых шериков в дополнительную емкость; 8- вход горячего газе Рис.

20. Схема перспективной высокотемпературной СЭС: 1 - поле гелиостатов; 2 - цриемник излучения; 3 - тугоплев ° кие шерики (расход 5,2 105 кгlч); 4 - расплав окислов; 5 — аккумулирующая емкость (производительность 8640 МВгч, емкость 2,5 ° 107 кг, обтем 10 400 м3)~ 6 - аргон (дав ление 2 МПз, расход 1,51 ° 106 кгlч)( 7 - теплообменник высокого давления; 8 — вЫход шариков из теплообменникз; 9 - генератор; 10 - турбина; 11 - компрессор', 12 - низко температурный теплообменник тивотоком Твердые капли сопи, достигая верхней чести тепло обменной колонки, пересылаются через край и пвдеют в бак окружзюший колонку. При зарядке тверпый ТАМ расплавляв и поступает назад в контейнер для складирования жидкой со и хранится до цикле разрядки. Эффективность этой системы требует проверки и для этого необходимо проведение пал иейших исследований (104).