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题名面向液态空气储能的新型径向流储冷填充床性能研究
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作者
张子澳
王星宇
路新亮
殷勇高
王晨
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机构
石家庄铁道大学机械工程学院低温储能研究中心
石家庄铁道大学河北省新型储能国际联合研究中心
东南大学能源与环境学院
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出处
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第9期3311-3318,共8页
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基金
河北省重大科技支撑计划前沿技术专项(242Q9916Z)
国家自然科学基金青年科学基金(5240061504)。
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文摘
大规模长时储能技术是实现双碳目标的重要路径之一。其中,液态空气储能因能量密度高、不受地理条件限制、寿命长和对环境友好等优势而备受关注。储冷填充床作为液态空气储能中的关键储冷单元,其热力性能直接影响系统的循环效率与经济性。传统的储冷填充床采用轴向流形式,充冷过程换热流体由底部进入,与储冷材料进行热量交换后由顶部流出,存在压降大、泵功高、速度场波动剧烈等问题,限制了其综合性能的提升。为解决上述问题,本研究提出一种新型的储冷填充床,充冷过程流体由底部进入中心通道,沿径向方向流动,与储冷材料换热后经中心通道流出(即径向流储冷填充床)。通过数值模拟研究径向流储冷填充床在不同流体工作压力下的流速、间隙对流传热系数、压降及[火用]效率,并与轴向流储冷填充床进行对比。研究结果表明,在储冷量为150 MWh和流体工作压力0.1 MPa条件下,径向流填充床充放冷过程压降为2 kPa,远低于轴向流82.8 kPa;径向流填充床的[火用]效率高达87.7%,显著优于轴向流的59.8%。当工作压力升高至0.8 MPa时,径向流和轴向流储冷填充床充放冷过程压降均显著降低,泵工对[火用]效率影响很小,轴向流具有更高的[火用]效率达93.1%。因此,径向流储冷填充床更适合运行在低压充放冷工况。本文为优化储冷填充床结构提供了理论支持与设计参考,展示了径向流填充床在工程应用中的良好潜力。
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关键词
液态空气储能
储冷填充床
径向流
轴向流
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Keywords
liquid air energy storage
cold storage bed
radial flow
axial flow
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分类号
TK02
[动力工程及工程热物理]
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