随着工业的飞速发展和人类生活水平的提高,能源需求量一直处于上升趋势。由于不合理的开采和利用,能源短缺问题已在全球范围内出现,但能源浪费现象依然十分严重,因此采用合理有效的方法提高能源利用率显得尤为重要。储能技术可以将太阳能、工业余热等以热能的形式储存起来,缓解能源供给与使用之间存在的空间和时间差问题,成为提高能源利用率的有效手段。储能技术的研究主要包括对储热材料和储热装置结构的研究。由于大部分的储热材料热导率不高,使得储热装置整体传热效率较低,因此寻求合适的强化传热手段以提高系统充放热效率很重要。本文选取中高温储热材料中常见的NaNO3-46KNO3、LiNO3、己二酸作为相变储热材料,组建相应的蓄热装置结构,研究装置的传热特性和强化传热效果。为提高系统整体传热效率,针对装置中烟气热导率较低的问题,分别设计了盘管式和波纹管式两种蓄热装置。盘管结构能在较小的尺寸范围内延长烟气的行驶路径,增加接触时间,提高传热速率;波纹管结构能增大换热接触面积、增强流体扰动以强化传热,且相变材料的体积填充比大,材料利用率高。建立了盘管式余热回收蓄热装置结构模型,根据理论计算经验公式,初步确定了结构单元特征和尺寸,简化模型后进行三维建模,利用Fluent软件对蓄热装置的放热过程进行数值模拟研究,模拟换热过程中蓄热装置内的温度场分布、液相率分布,各监测点监测面的温度变化等,分析了不同导热油入口流速、蓄热装置初始温度和自然对流对系统充放热性能的影响,得出最佳的工况条件。计算了相变材料选用NaNO3-46KNO3和LiNO3时的装置蓄热量分别为0.481MWh和0.508MWh。根据结构中相关部件的合理化分析,对蓄热装置中各单元结构和尺寸进行优化,为盘管式蓄热装置的实际应用提供参考。建立了波纹管式蓄热装置的单管二维数学模型,与相应尺寸光管单元模型的充放热过程进行对比分析,比较波纹管的强化传热效果。并在25mm管径条件下,模拟了充放热过程中储热单元温度场分布、相界面移动规律、监测点温度变化趋势和相变材料蓄热量等,分析了不同波节间距和波节高度对蓄热单元充放热性能的影响,得到最佳波节高度和波节间距尺寸参数。经过计算得到在最佳结构参数下的波纹管蓄热装置整体蓄热量为66978kJ,为波纹管式余热回收蓄热装置在工程实际中的应用提供一定的参考价值。