槽式热发电技术是最成熟的太阳能热发电技术之一,而真空集热管作为整个系统的核心部件,其综合换热性能的优劣影响着整个系统的效率和经济性。螺旋波纹管相比于传统槽式系统的圆管,具有良好的强化换热性能及突出的机械性能的特点,被广泛应用于强化换热领域。将这种螺旋波纹管应用于太阳能集热管的研究尚未见报道。螺旋波纹集热管管内流体在通过其内部带有螺旋波纹的流道时会产生纵向的螺旋流,这有利于改善管内导热流体的流动,促进管内导热流体带走管壁上更多的热量,进而提高其强化换热性能。因而研究槽式聚光太阳能螺旋波纹集热管的流动与传热性能对进一步提高传统的槽式热发电系统的换热效率具有极为深远的意义。本文通过数值模拟的方法研究了三头螺旋波纹集热管的流动与传热特性。为了进一步优化三头螺旋波纹集热管的综合换热性能,在此基础上提出了一种新型的单侧螺旋波纹集热管,并与全螺旋波纹集热管的综合换热性能进行对比。研究分析了单侧螺旋波纹集热管的结构参数对流场及速度场的影响,对比了不同结构参数下的综合性能评价因子。得到良好的结构参数配置,进一步优化其综合换热性能。对于三头螺旋波纹管,通过减小扭距、增加槽深能够显著强化吸热管的换热性能,同时使得流动中的阻力增加,压力损失增多。在本文研究范围内,通过调整扭距为200mm可以获得最大换热性能提升,努塞尔数提升了27.28%。通过调整槽深为13 mm可以获得最大换热性能提升,努塞尔数提升了36.15%。经对比分析,单侧螺旋波纹管的PEC值均高于全螺旋波纹管的PEC值。故单侧螺旋波纹管的综合换热性能更优。对于单侧螺旋波纹管,通过减小波宽、增大波高、减小波纹间距能够显著强化吸热管的换热性能,同时使得流动中的阻力增加,压力损失增多。在本文研究范围内,通过调整波宽为30 mm、波高为7 mm、波纹间距为60 mm、螺旋角为47°可以获得最大换热性能提升,努塞尔数分别提高了18.52%、20.82%、32.08%、18.52%。另外,波宽为30 mm、波高为5 mm、波纹间距为60 mm、螺旋角为32°可以获得最大PEC值,其值分别为1.0785、1.0785、1.1254、1.0896。