截至2016年底，全球已经投入运行的太阳能热发电装机容量达到约5GW，其中槽式太阳能热发电站装机超过90%。这些槽式电站中，近99%的比例都采用合成有机流体作为传热介质，而不是水。使用水作为传热介质可以减少换热程序，节省了换热设备的投资，降低了热损，使整套系统更加简单。既然水作为传热介质有这些优点，那为什么槽式电一般不采用水作为传热介质呢？为此，国家太阳能光热联盟以【光热微话题】的形式组织专家进行了讨论，小编现将各位业内人士观点整理如下，以供参考：
【微话题】（2017-007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？
李*：关于采用水作为槽式电站的传热介质（简称DSG，直接蒸汽发生系统）的研究也有20多年了。德国DLR和西班牙PSA一直在研究。DSG系统的主要问题是分层流，分层流会导致吸热管容易被烧坏。
杜**：什么是分层流？相变吗？
李*：是的。分层流指的是水在下面，蒸汽在上面。一方面：吸热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。
蔚**：紊流有利于换热，但是流动阻力增加了。这是一个矛盾体。
金**：槽式如果选用水作为吸热和传热介质是很不现实的。
蔚**：如果北方冬季采用太阳能热进行供暖，倒是可以考虑水工质蓄热。
金**：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管线都要承受高压，管壁需要很厚，这很不经济。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非常不一样的，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。
蔚**：可以采用熔融盐作为传热介质，因为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点所在。
金**：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，如果采用槽式用来供暖，则采用水工质也是不错的选择，只是储能密度太低。
蔚**：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光热发电，采用熔盐都是比较好的选择。采用水工质的最大优点就是成本低。
金**：水工质不一定低。浙江中控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。
蔚**：熔盐系统的换热效率比水系统要高，所以吸热器成本降低了很多了。
王**：压力变化带来的材料成本
。
杜**：泰国曾有个5MW的槽式DSG电站，后来也没再听说什么消息。
金**：槽式使用导热油作为传热介质还是一个好选择，油的沸点在390℃，常温下也不会凝固。
俞*：常州龙腾在甘肃的项目拟采用425度的硅油作为介质，这种介质后期还有更高的温度提升空间。
金**：如果导热油沸点能够提升到560℃以上，则可以大幅度提高汽轮机效率。
俞*：只要有市场规模支撑，产业链会有很多企业去投入研发。
孙*：个人理解DSG的问题主要集中在控制和蓄热。泰国的DSG项目TSE-1由DLR提供技术支持，但最终采用了比他们测试时更低的运行参数，应该是有所考虑的。TSE-1之后没再听说槽式DSG了，其他的形式倒是有。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。
徐*：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。
杜**：上次联盟组织的国际培训上曾提到，导热油流体的缺点是有温度限制，上限是420度，高于此限值则会降解。在早期的SEGS电厂中这不是问题，因为吸热管表面的选择性吸收涂层本身就不能承受较高的温度。目前，吸热管可以在超过500度条件下工作，但仍应具有两种保护机制：一是用控制系统来确保温度不会超过导热油的降解限值，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。同时应该考虑流体的爆燃性风险，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导热油流体被加热过量发生了爆炸。二是需要配备系统以消除降解的化合物。
李*：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，就会烧吸热管。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。槽式的回路中，在热流不均匀的条件下，控制两相传热几乎是不可能的。所以，一般在回路中加汽水分离器。让水和汽分开。但理想很完美，现实很骨感。DLR一直在做这方面的研究，最后还得看能否解决问题。
孙*：DLR在搞新型蓄热。如果槽式放弃DSG应该能开拓思路。
李*：DSG储热也是问题。
孙*：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。
李*：线菲焦比高，水流速可以快点。
孙*：对于集热回路管内的研究，个人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。
李*：主要问题是不知道核态区等发生在什么位置，而且还是随着辐照变化的。
孙*：线菲可以提供更好的聚焦条件和吸收器稳定性条件。
朱**：从局部考虑的话，需要对温度尤其是热流密度进行检测监测。
孙*：位置不难预测，关键是他会变，这个就是实时位置我都能提供你也不能给足及时的调控。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，这方面问题也是不少的。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。但是单相蒸汽是气固换热，存在全回路的温度最高段，可以想象一下会出现的问题。
李*： 对，壁面过热度很高。过热段真没怎么注意。过热段传热应该也比较差。可能大家都感觉单相的问题会少一点。
金**：过热段对于塔式系统来说存在的问题更大一些，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。
因此，话题讨论结果可以总结为，高压和流动换热不稳定以及分流问题导致水工质目前很难应用于槽式太阳能热发电系统中，此外，蒸汽大容量蓄热也是非常难的，目前也没有成功的大容量蒸汽蓄热示范。（杜凤丽 编辑）
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