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太阳能热发电用增材制造的熔盐-超临界二氧化碳一次热交换器。设计和技术经济性能

CSS出版物编号
CSS22-18
全文出版日期
2022年3月1日
摘要

介绍了一种紧凑的增材制造(AM)熔盐(MS)-超临界二氧化碳(sCO)的设计和技术经济性能2介绍了太阳能热应用中的一次热交换器(PHE)。PHE设计由sCO组成2流动通过微尺度的销翅片阵列,而MS流动通过毫米尺度的矩形通道。在设计过程中考虑了激光粉末床熔合方法对AM的约束。进行了结构和流体流动模拟,以得出岩心和集管的可行设计。在此基础上,建立了简化的一维稳态模型,考虑了表面粗糙度对增材加工的影响。基于过程的成本模型用于确定热流控设计和制造成本之间的权衡。

利用热流体模型和成本模型进行了参数化研究,以确定几何和流动变量集,从而实现高功率密度和低成本,同时限制sCO的压降2侧压要小于管路压力的2%。MS和sCO的流速2热容比率从0.2到1不等。结果表明,可以设计出效率为90%、功率密度超过10 MW/m的低压降AM PHE3.(包括标题)。有代表性的镍高温合金样品的制造表明,可以生成具有PHE芯所需尺寸公差的低孔隙率零件。

作者(年代)
Ines-Noelly Tano
Erfan Rasouli
特蕾西Ziev
子恒吴
尼古拉斯Lamprinakos
Junwon Seo
卢卡斯·舒尔茨·巴尔霍恩
安东尼Rollett
Vinod Narayanan
beplayer官网入口研究领域
能源系统
能源
关键字

熔盐

超临界二氧化碳

热交换器

加法制造

基于过程的成本模型

镍超耐热不锈钢

发布类型
期刊文章
数字对象标识符
https://doi.org/10.1016/j.solener.2022.01.056
完整的引用

Tano, i n。, Erfan Rasoli, Tracey Ziev, Ziheng Wu, Nicholas Lamprinakos, Junwon Seo, Luka Schulze Balhorn, Parth Vaishan, Anthony Rollett和Vinod Narayanan。(2022)。太阳能热发电用增材制造的熔盐-超临界二氧化碳一次热交换器。设计和技术经济性能太阳能学报,34(3):344 - 344。CSS22-18