塔式太阳能接收器是塔式太阳能电站的核心传热单元,其性能好坏直接影响着机组运行的安全性和经济性。本文介绍了塔式太阳能热发电技术的工作原理及特性、塔式太阳能接收器使用工质及适用结构等关键技术。根据工质类型对塔式太阳能接收器进行了分类,重新总结现有的各接收器型式,分析了各种类型接收器的使用范围、优缺点及其瓶颈。液态钠工质的提出,使液态金属接收器的发展有了新的可能性;水/水蒸气接收器和空气接收器发展最早且使用最广泛,但是其接收器热效率难以进一步提高;熔盐接收器效率高、使用广,但熔盐在超过600°C的高温下会分解难以往高参数方向发展;复合接收器结合了两种工质提高了效率但结构复杂;粒子接收器是新发展的一种接收器类型,工作温度和光热转换效率都有很大提升,但是结构复杂有待改进,目前无法广泛投入使用。综上所述,接收器的工质和结构对接收器效率的影响尤为突出,选取合适的工质和优化接收器结构是接收器未来的研究方向。目前腔管式接收器的使用最为广泛,优化吸热管的结构来提高其可靠性是该接收器的研究要点。同时,本文以腔式管状接收器吸热管为研究对象,过热蒸汽为介质,利用FLUENT软件并采用HFCAL热流密度法,对腔式管状接收器吸热管吸热过程中的管内流场进行了数值模拟,其后对其进行结构优化。为减小吸热管的周向温差,在管内置入能产生纵向涡的扰流件,选取螺旋翅片,扭曲片,螺旋线和双斜肋管这四种扰流件进行对比。分析了截面速度分布及温度分布,发现扭曲片在流场中产生的纵向涡直径最大,扰动最为剧烈,吸热管的中间截面温差最小且压损较小。进一步分析扭曲片的数量,横截面参数,节距和布置位置对温差的影响,结论为扭曲片的横截面及节距的改变对温差的影响并不大,扭曲片布置在吸热管的非聚光侧且数量为2时效果较好。管内置入扰流件虽能减小吸热管的周向温差,但是会增大吸热管的压损,因此我们还可以通过改变吸热管的结构以期减小吸热管周向温差,提高接收器可靠性。分别建立直圆管、渐缩管和渐扩管模型进行对比,结果表明:与光管和渐扩管相比,渐缩管聚光区与非聚光区的周向温差大幅降低。同时进一步分析不同扩张比渐缩管对周向温差的影响,结果表明:周向温差随扩张比的增大而减小,当扩张比为20/16时效果较好,温差减小5.7%,压损为0.21Pa。与单渐缩管对比,在渐缩管内插入扭曲片可进一步减小吸热管的周向温差,有效提高接收器可靠性。