为什么目前的槽式电站中，普遍需要使用合成有机流体作为传热介质而不是直接使用水？
【光热微话题】（2017-005期）为什么目前的槽式电站中，普遍需要使用合成有机流体作为传热介质而不是直接使用水？
主要【微言】整理如下：
微友“李**”：DSG的研究也有20多年了，DLR和PSA一直在研究槽式电站传热介质问题。主要问题是分层流，导致吸热管容易被烧坏。水在下面，蒸汽在上面。一方面：管受热的时候有的地方没有水反而聚光能流比较高。另一方面：沸腾换热存在过渡区，两相流的不稳定问题，也容易导致烧管子。两相流在核态沸腾区是强化传热的。过渡区是传热恶化的，存在临界热流，壁面过热度大，热又传不走，就会烧管子。DSG里面如何控制两相传热是很麻烦的。DLR降低参数可能就是为了降低壁面过热度，让传热不到过渡区。在槽式的回路（loop）中，热流不均匀的条件下，控制这个几乎是不可能的。所以，一般在loop中加汽水分离器，让水和汽分开。理想很完美，现实很骨感。看DLR能否解决问题。DSG储热也是问题。
微友“蔚**”：紊流有利于换热，但是流动阻力增加了，所以这是一个矛盾体。如果北方冬季采用光热供暖，可以考虑水工质蓄热。在常压下能够获得比较高的温度，并且换热容易，这是采用熔盐换热的优势所在；但使用熔盐蓄热和换热有两大缺点：不堵就漏。如果熔盐系统设计合理，避开这两大缺点，无论是槽式、塔式还是菲涅尔式的太阳能热发电，采用熔盐蓄热是比较好的选择。熔盐换热效率比水高，所以吸热器成本降低了很多了。个人认为采用水工质的最大优点就是成本比较低。
微友“金**”：槽式如果选用水作为吸热和传热介质是很不现实的，因为水在常压下沸点只有100℃，温差太小。如果加压到10MPa，水的沸点才到313℃，此时吸热管以及连接线都要承受高压，管壁需要很厚，很不经济。还有更严重的问题是液汽两相会同时存在，而液汽的传热系数是很不一样的，汽在上层，水在下层，而槽式吸热管上下受热面能量密度几乎相等，这会导致上层管壁温度很高，甚至熔化，因此在工程上槽式使用水工质不可行。
槽式使用熔盐作为工质应该是很有前途的，只是还有大量工程化的工作要做。当然，如果槽式是用来供暖的话，则采用水工质也是不错的选择，只是储能密度太低。所以，我不认为采用水工质成本低。我们的熔盐吸热器的成本就比水工质吸热器要便宜很多，因为熔盐吸热器是常压。槽式使用导热油还是一个好选择，油的沸点在390℃，常温下也不会凝固。另外，如果导热油沸点能够提升560℃以上，则可以大幅度提高汽轮机效率。而过热段对于塔式来说问题更大一些，因为塔式过热段能量密度更难均匀，而槽式要比塔式简单一些。
至于提到的太阳能热电站占地成本问题，因为目前有各项政策支持及电站本身对土地使用要求，土地几乎是不要钱的。
微友“俞*”：本人赞同“金**”的观点，公司在甘肃的太阳能热发电项目拟推动425℃的硅油作为介质，后期还有更高温度的提升空间。而且，只要有市场规模支撑，产业链会有很多企业去投放研发。
微友“孙*”：个人认为：DSG的问题集中在控制和蓄热，泰国那个项目DLR最终采用了比他们测试工时更低的运行参数，应该是有所考虑的，而且，TSE-1之后好像再没听说过有槽式DSG了，其他形式的倒是还有；镜场的光热机电协同控制是CSP的关键，对于DSG更是要求高一些，相比间接换热工质的方式，目前感觉DSG还有很长的路要走。
他们在搞新型蓄热，如果DSG放弃槽式应该能开拓思路。IEA报告中提及的在运行的线菲DSG比槽式DSG无论规模还是参数都好很多，目前DSG都要配合补燃。对于集热回路管内的研究感觉不应当采用整体回路相同的集热策略，应从管内工质的局部状态对热流密度分布的需求来让管外的聚焦方式给与配合，线菲可以提供更好的聚焦条件和吸收器稳定性条件，位置不难预测，关键是它会变，这个就是即使提供了实时位置，及时的调也不能实现。另外，个人研究发展大家对于DSG回路的两相段关注比较多，而过热段的问题还没有足够重视，问题也不少，感觉是忽视了，大家把注意力都集中在两相段了，相比于导热油或者熔盐，两相段和过热段都是完全不同的管内工质条件，换热情况都比较恶劣，但是单相蒸汽是是气固换热，有是全回路的温度最高段，可以想象一下会出现的问题。
微友“徐*”：个人感觉“金**”分析得很到位，是主要问题，高压和流动换热不稳定以及分流问题导致DSG目前在槽式很难应用，此外，蒸汽大容量蓄热也是非常难的，目前也没有大容量的蒸汽蓄热成功示范。
微友“杜**”：2016年11月西班牙专家在联盟举办培训的时候提到，导热油流体的缺点是有温度限制，420℃，高于此限值则会降解。在早期的SEGS电厂中这不是问题，因为选择的吸热管表面本身就不能承受较高的温度。目前，吸热管可以在超过500℃条件下工作，应具有两种保护机制：一是用控制系统来确保温度不超过降解限值，因此，必须确保流体流动量最小，以确保管道的温度不超过限值。同时应该考虑爆燃性流体的风险，如果温度控制不到位则危险性很大。西班牙就有电站因模块中流过的流体被过量加热发生了爆炸。二是需要配备系统以消除降解的化合物。
（以上观点为众“微友”所言，仅供参考。）
注：本文章转载自国家太阳能光热联盟，不代表本网观点立场。
