聚光太阳能光热发电是解决未来能源可持续发展问题的有效途径之一,但太阳能的间断性和波动性导致其与现有电网基础设施不兼容,电网普及率低,储能技术可以在一定程度上解决这个问题。由于熔盐材料具有成本低、运行温度范围宽、运行稳定性高、传热性能好、运行压力低等优点,多用做于聚光太阳能光热发电厂的传热和储能介质。单罐熔融盐斜温层储热系统由于成本较低,其研究与发展受到了广泛关注。本文建立了带有固体填充床和多层壁面结构的单罐熔盐斜温层储热系统的数值模型。采用CFD方法对储罐的储热性能和力学性能进行了变参数研究,考察了进口熔盐速度、冷熔盐温度、填充区域孔隙率、填料颗粒当量直径、填充区域高度、填充介质导热系数、填充介质比热容、外部环境温度和罐壁结构等九个典型因素的影响。对于所有的参数,完成储热罐的完整运行周期模拟分析以及罐壁机械应力计算,揭示并简要总结了其影响规律。变参数对斜温层储热罐的储热特性影响分析结果表明,对于储热过程,可以通过提高冷盐温度、填充区域高度、填充介质比热或减小填充介质导热系数来减小斜温层厚度,提高储热性能。而其他参数对储热过程中斜温层厚度变化的影响较小。对于放热过程,可以通过提高进口熔盐流速、冷盐温度、填充区域高度、填充介质比热、耐火砖厚度、绝热陶瓷厚度或减小填充介质孔隙率、填充介质当量直径、填充介质导热系数来减小斜温层厚度,而环境温度和钢壁厚度对斜温层厚度变化的影响较小。变参数对斜温层储热罐力学性能的影响分析结果表明,填充介质孔隙率、填充介质当量直径、填充介质比热、填充介质导热系数和钢壁厚度五个参数与钢壁机械应力成正比关系,进口熔盐流速、冷盐温度、外部环境温度和内层耐火砖厚度四个参数与钢壁机械应力成反比关系。当填充区域充满储热罐时钢壁机械应力最小,其他填充区域高度情况下相同轴向位置处钢壁机械应力相差不大。绝热陶瓷厚度变化对钢壁机械应力基本无影响。