【摘 要】
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随着环境问题的日益严峻,世界各国就“双碳”战略目标已达成共识,全面向绿色低碳能源结构的转型已成为必然,我国为实现经济可持续发展,大力发展光热发电技术。高温熔盐旋启式止回阀作为光热电站必需装备之一,长期缺乏相关基础研究和结构设计必要参数,国内设计主要依靠仿制、测绘等方式。针对选材或结构设计不合理导致填料易腐蚀、阀门易结晶堵塞、关闭过程易发生熔盐锤、开启过程阀瓣易振荡等问题,开展了以下研究:（1）调研
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随着环境问题的日益严峻,世界各国就“双碳”战略目标已达成共识,全面向绿色低碳能源结构的转型已成为必然,我国为实现经济可持续发展,大力发展光热发电技术。高温熔盐旋启式止回阀作为光热电站必需装备之一,长期缺乏相关基础研究和结构设计必要参数,国内设计主要依靠仿制、测绘等方式。针对选材或结构设计不合理导致填料易腐蚀、阀门易结晶堵塞、关闭过程易发生熔盐锤、开启过程阀瓣易振荡等问题,开展了以下研究:（1）调研了国内外常见光热发电原理,总结了光热发电系统熔盐回路中高温熔盐介质对配套熔盐阀的要求,介绍了三类典型熔盐阀的结构与应用,总结了高温熔盐旋启式止回阀工作原理及结构特点。根据熔盐介质对配套熔盐阀材料、结构、伴热、防结晶要求设计了一种高温熔盐旋启式止回阀。（2）光热发电系统熔盐回路中熔盐介质密度高、粘度高,工作介质特殊导致高温熔盐旋启式止回阀的结构较为复杂,影响阀门流通能力。针对流阻要求,基于流体动力学进行试验工况下流通能力数值模拟,根据得到的内部流动信息计算全开流阻系数为1.7,表明熔盐旋启式止回阀满足流阻要求。（3）通过调研熔盐回路熔盐锤的产生机理,在建立止回阀阀瓣-摇臂运动组件动力学微分方程的基础上,基于三维动网格技术,通过UDF自定义程序与流体仿真软件实时交互控制运动组件运动进行动态流固耦合分析,分别对冷、热熔盐回路内高温熔盐旋启式止回阀关闭过程不同负加速度下开度连续变化的非定常流数值模拟,得到阀瓣受力、开度、转动力矩等动力学参数,流体域内压力、流量等宏观流场参数,分析数据间的时域关联性,研究关闭过程动态特性。研究表明高温熔盐旋启式止回阀关闭过程能够有效抑制熔盐锤。（4）在建立止回阀阀瓣-摇臂运动组件动力学微分方程的基础上,针对高温熔盐旋启式止回阀开启过程易发生阀瓣振荡,压力波动等不稳定性问题,采用关闭过程动态特性分析相同的研究方法,分别对冷、热熔盐回路高温熔盐旋启式止回阀开启时不同流量下开度连续变化非定常流数值模拟,研究开启过程动态特性。研究表明,高温熔盐旋启式止回阀开启过程相对稳定,不易出现阀瓣大幅振荡、压力大幅波动的问题。通过以上研究,为高温熔盐旋启式止回阀结构设计、流通能力、启闭动态特性设计提供理论依据,为系统安全稳定运行提供保障。
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