我国聚光太阳能热发电技术相对于国外还处于起步阶段，储能材料及其系统是聚光太阳能热发电系统中的关键部件，不同储能材料的性能对聚光太阳能热发电系统的发电效率及成本都有重要的影响，也是实现全天候太阳能热发电的关键。国内外相变储能方式在太阳能热发电中的研究，还处于实验室阶段。目前可应用于聚光太阳能热发电系统中作为热流体或储能材料的主要有熔盐、导热油、高温混凝土、金属合金等。各类储能材料有不同的缺点限制，但目前商业应用于太阳能热发电的储能材料，主要采用显热方式。　　与其他储能材料相比，铝硅合金具有潜热大、性能稳定、导热系数大、过冷度小等良好综合性能，而目前国内外尚缺乏铝硅合金在聚光太阳能热发电系统的应用各类数据，Al-Si合金的传热性能等大量的基础科学问题还没有现成的数据参考。对Al-Si合金在聚光太阳能热发电系统中的探索研究，有利扩宽聚光太阳能热发电的储能温度，对提高发电效率降低成本等具有重要的意义。　　本文以探索Al-Si合金储能材料在太阳能高温聚光热发电的应用为目的，以Al-Si合金储能材料的传热性能为主线展开研究。在此基础上原创性地提出了一种新型热管式太阳能Al-Si合金储能锅炉。由于大量的基础科学问题没有现成的数据参考，因此先进行了一个热循环实验，选出综合热物理性能比较好的Al-Si合金，再进行四个传热基础实验，着重以下几个方面进行研究:1）Al-13％Si合金与高温热管的传热研究，2）Al-13％Si合金与水的换热研究，3）Al-13％Si合金与水蒸汽的换热研究，4）高太阳热流密度下接收器的热效率研究。为Al-13％Si合金在聚光太阳能热发电中的应用提供数据和理论基础，并探索其在聚光太阳能热发电中的应用。　　Al-Si合金和高温热管换热实验结果表明:Al-13％Si合金与高温热管之间的传热密度为54.4kJ/m2。并模拟了Al-13％Si合金与高温热管传热，模拟了几种不同的对流条件工况下的温度分布变化过程，得出换热系数为200W/(m2·k)空气温度为25℃的对流边界条件来模拟热损失时，模拟结果和实验实际测试结果是比较吻合的。获得不同的对流条件工况下温度云图。实验结果为设计热管式Al-13％Si合金储能锅炉提供依据。Al-13％Si合金和水的换热的实验表明:Al-13％Si合金相变储能材料的释热过程持续到40min时，Al-13％Si合金的温度从相变点下降到150℃。在控制流速的变化下，进出口水的温差在40min内从40℃变化到15℃。通过计算分析Al-13％Si合金相变储能材料与水换热的热流密度在40min内随水速变化，从126kW/m2到10kW/m2之间变化。三种工况的热效率分别是77.8％，84.9％，83.4％。Al-13％Si合金和水蒸汽换热的实验结果表明:Al-13％Si合金被加热到620℃时，流速1.2g/s时，出口温度最高428℃，变化下降也比较快。流速为0.8g/s时，出口温度最高439℃。流速为0.4g/s时，出口温度最高442℃。换热准则式Nuf=6.1972 Re0.2992 Pr0.4（其中Pr范围为0.93-0.96,Re大于2300，l/di大于60）。同时模拟了Al-13％Si合金和水蒸汽的换热，模拟结果和实验结果比较吻合，还对Al-13％Si合金在空腔式接收器中的熔化过程模拟和接收器的热应力模拟计算。通过高太阳能热流密度下接收器的热效率研究，实验结果表明:在太阳直射辐照度0-600W/m2之间时，平均有效热效率为44.22％。用最小二乘法回归整理出接收器的非稳态效率方程式ηc=0.64269-22.1061tm-ta.Ga。最后根据前面的实验研究，对太阳能储能锅炉进行了设计，包括碟式聚光器的功率分析、储热体的能量及Al-Si合金重量的确定、热设计及水动力计算、锅筒的强度计算。并进行该锅炉的压强校合，获得锅炉的结构示意图。　　本文的研究内容是热管式太阳能储热锅炉的一些前期基础工作，最主要创新为:提出并设计利用相变储能材料Al-Si合金，应用于一种结构紧凑和同时能吸热储热的太阳能储能锅炉。该储热锅炉采用熔点在550～600℃之间的金属作为相变储热材料，能被加热到650℃，有利于拓宽太阳能热发电产生水蒸汽的温度范围;获得Al-Si合金与水蒸汽的换热性能及其模拟结果等。