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Liquid metals as efficient coolants for high-intensity point-focus receivers: implications to the design and performance of nextgeneration CSP systems

Pacio, J. und Fritsch, Andreas und Singer, Csaba und Uhlig, Ralf (2013) Liquid metals as efficient coolants for high-intensity point-focus receivers: implications to the design and performance of nextgeneration CSP systems. In: 19th SolarPACES Symposium (49), Seiten 647-655. SolarPACES 2013, 2013-09-17 - 2013-09-20, Las Vegas, USA. doi: 10.1016/j.egypro.2014.03.070. ISSN 1876-6102.

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552kB

Offizielle URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876610214005244

Kurzfassung

To a large extent, the economic viability of CSP projects is influenced by the main parameters characterizing the receiver, such as concentration ratio, heat-flux-intensity and distribution, fluid outlet temperature and, naturally, the receiver efficiency. The design ranges for these parameters are in turn limited by the selection of the heat transfer fluid (HTF). In this work, two candidate liquid metals (LMs), namely sodium (Na) and lead-bismuth eutectic (LBE), are proposed as efficient HTFs that shall allow extending these design ranges beyond the current state-of-the-art, and thus contribution to the development of next-generation point-focus central receiver systems (CRSs). LMs offer two significant advantages compared to other HTFs used in CRSs. First, very high heat transfer coefficients can be achieved; roughly one order of magnitudes higher than with other liquids like molten nitrate salts, and many times the typical values of pressurized air; allowing to operate at higher heat flux intensities. Second, high fluid outlet temperatures can be achieved within stable liquids up to their boiling point (at 1 bar, Na: 883°C, LBE: 1533°C). Design considerations for implementing advanced concepts based on LM-cooling are analyzed in this work, evaluating their advantages and limitations. Previous experiences and theoretical evaluations indicate that a superior performance can be achieved with LMs, and the current state of technology reached a satisfactory maturity level for operating large-scale facilities

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/91448/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Liquid metals as efficient coolants for high-intensity point-focus receivers: implications to the design and performance of nextgeneration CSP systems
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Pacio, J.Karlsruhe Institute of Technology, Institute for Nuclear and Energy TechnologiesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fritsch, Andreasandreas.fritsch (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Singer, Csabacsaba.singer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Uhlig, Ralfralf.uhlig (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2013
Erschienen in:19th SolarPACES Symposium
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1016/j.egypro.2014.03.070
Seitenbereich:Seiten 647-655
Name der Reihe:Energy Procedia
ISSN:1876-6102
Status:veröffentlicht
Stichwörter:heat transfer fluid, central receiver system, liquid metal
Veranstaltungstitel:SolarPACES 2013
Veranstaltungsort:Las Vegas, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:17 September 2013
Veranstaltungsende:20 September 2013
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Erneuerbare Energie
HGF - Programmthema:Konzentrierende Solarsysteme (alt)
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SF - Solarforschung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Punktfokussierende Systeme (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung
Hinterlegt von: Fritsch, Andreas
Hinterlegt am:05 Nov 2014 16:33
Letzte Änderung:24 Apr 2024 19:57

Verfügbare Versionen dieses Eintrags

  • Liquid metals as efficient coolants for high-intensity point-focus receivers: implications to the design and performance of nextgeneration CSP systems. (deposited 05 Nov 2014 16:33) [Gegenwärtig angezeigt]

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