KIT | KIT-Bibliothek | Impressum | Datenschutz

LBE-cooled tube receiver performance - Design aspects and high-flux operation in a solar furnace

Flesch, Jonathan

Abstract:
Diese Arbeit untersucht die Eignung von flüssigem Blei-Bismut (Pb-Bi) als Wärmetransport-Medium in zentralen Rohr-Receivern von konzentrierenden solarthermischen Kraftwerken. Dazu werden zwei Ansätze verfolgt: a) auf theoretischer Ebene werden anhand existierender Literatur die Materialeigenschaften von Pb-Bi und existierende Auslegungswerkzeuge für Flüssigmetall-Anwendungen betrachtet und b) anhand eines Praxisbeispiels wird die Auslegung, der Bau, die Inbetriebnahme sowie erste Betriebserfahrung eines Pb-Bi-gekühlten Modellkreislaufs in einem eigens errichteten Solar-Ofen im Technikumsmaßstab erprobt.
... mehr

Abstract (englisch):
The potential of molten lead bismuth eutectic (LBE) as heat-transfer fluid in tubular thermal central receivers in concentrating solar power plants is assessed in this thesis. Two approaches are taken: a) the theoretical review of LBE's properties and existing design tools and b) the design, construction, commissioning and early operation of a solar furnace and a small scale LBE-cooled receiver therein with a thermal solar power of 10kW.

LBE has several advantageous as well as some unfavorable properties for its application in large-scale, commercial application in thermal receivers: a high thermal conductivity and low viscosity, however, its average mass specific heat capacity and very high density lead to higher minimum entropy generation of LBE during convective heat transfer compared to two alternative heat transfer fluids, solar salt and sodium. ... mehr

Open Access Logo


Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000128683
Veröffentlicht am 02.02.2021
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Fakultät für Chemieingenieurwesen und Verfahrenstechnik (CIW)
Publikationstyp Hochschulschrift
Publikationsdatum 02.02.2021
Sprache Englisch
Identifikator KITopen-ID: 1000128683
Weitere HGF-Programme 35.12.01 (POF III, LK 01) Flüssigmetall-Technologie
Verlag Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Umfang XVIII, 276 S.
Art der Arbeit Dissertation
Fakultät Fakultät für Chemieingenieurwesen und Verfahrenstechnik (CIW)
Institut Institut für Thermische Verfahrenstechnik (TVT)
Prüfungsdatum 12.06.2020
Referent/Betreuer Prof. T. Wetzel
Schlagwörter Solarthermie, konzentrierende Solarthermie, Flüssigmetalle, Blei-Bismut, Blei-Wismut, Eutektikum, LBE, flüssig, Test, Entwurf, Planung, Bau, Betrieb, Hochtemperatur, Wärmeträgermedium, Wärmeträgerfluid, Turmreceiver, Receiver, Rohrströmung, Wärmestromdichte, Natrium, Parabolspiegel, Spiegel, DNI, Turbulenz, Nusselt, Nusselt-Korrelation, Prandtl, Wärmeübergang, Kosten, solar, thermal, conentrating, liquid metal, lead-bismuth, eutectic, liquid, heat transfer fluid, tower receiver, central receiver, pipe flow, turbulence, turbulent, solar flux, dlux density, sodium, correlation, cost, parabolic, mirror, concentrator, temperature, high temperature, operation, test, design, construction
KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft
KITopen Landing Page