[發明專利]一種高溫真空集熱管真空壽命的檢測設備和方法

有效

• 申請號: 201510867347.0
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN105510068B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 于慶河;郝雷;郎宇帆;王笑靜;杜淼;米菁;李世杰;楊海齡;趙旭山;張子楠;余航;劉曉鵬;蔣利軍
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

本發明屬于高溫真空集熱管真空壽命檢測領域，具體涉及一種高溫真空集熱管真空壽命的檢測設備和方法。所述檢測設備由電路控制系統、溫度控制系統及真空度檢測系統組成；電路控制系統包括導電夾，電源裝置和銅板；導電夾直接夾在金屬吸熱管兩端部，使用銅板將真空集熱管與電源裝置連接，形成串聯電路；溫度控制系統包括溫度控制器和溫度傳感器；溫度傳感器置于金屬吸熱管內壁，并與溫度控制器相連接；溫度控制器與電源裝置相連；真空度檢測系統包括真空電離規和電離真空計；真空電離規焊接在外玻璃管外表面，并通過接線柱與電離真空計連接。

技術領域

本發明屬于高溫真空集熱管真空壽命檢測領域，具體涉及一種高溫真空集熱管真空壽命的檢測設備和方法。

背景技術

太陽能高溫真空集熱管為太陽能熱發電系統的核心部件，其熱性能直接決定了整個集熱系統的熱轉換效率。為保證良好的隔熱效果及降低傳熱損失，須將集熱管的金屬吸熱管與外玻璃管間的環形空間抽成真空，稱為真空夾層。高溫集熱管在高溫工作時，集熱管內的各個部件將會放氣；同時，由于平衡濃度差的作用，金屬吸熱管內部流過的導熱介質在高溫下分解產生的氣體亦會穿過不銹鋼管管壁而進入真空夾層；兩者均會導致集熱管內真空夾層的真空度降低，熱損升高。高溫真空集熱管在管內真空度高于0.1Pa時，熱損值將提高4倍。高溫真空集熱管的真空壽命直接影響其使用壽命，因此必須對集熱管管內真空度變化進行檢測，以評估其真空壽命。

目前研究的高溫集熱管真空度的測試方法主要為測試集熱管在高溫(250℃～400℃)下的放氣速率，并據此推斷其管內真空度的具體變化情況。該測試方法存在的主要問題為缺乏對真空集熱管內真空度的檢測，模擬真空度變化曲線與實際曲線存在一定差異。同時，傳統的穩態測試平臺在使用銅管加熱從而對集熱管進行加熱時，存在加熱速度過慢，且集熱管管內軸向溫度不均勻等情況，導致金屬管溫度不均勻，各部分放氣速率存在差異，影響管內真空度的測試精度。

因此本發明開發出一種采用電加熱方式快速加熱，同時可采集集熱管管內真空度的方法，用以預測集熱管真空壽命。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明提供了一種高溫真空集熱管真空壽命的檢測設備和方法，具體技術方案如下：

一種高溫真空集熱管真空壽命的檢測設備，所述真空集熱管包括金屬吸熱管7和外玻璃管6，所述檢測設備由電路控制系統、溫度控制系統及真空度檢測系統組成；

電路控制系統包括導電夾5，電源裝置和銅板1；導電夾5直接夾在金屬吸熱管7兩端部，使用銅板1將真空集熱管與電源裝置連接，形成串聯電路；

溫度控制系統包括溫度控制器和溫度傳感器4；溫度傳感器4置于金屬吸熱管7內壁，并與溫度控制器相連接；溫度控制器與電源裝置相連；

真空度檢測系統包括真空電離規2和電離真空計；真空電離規2焊接在外玻璃管6外表面，并通過接線柱3與電離真空計連接。

進一步地，所述溫度傳感器4為桿式陶瓷熱電偶，所述溫度控制器為AI溫度變送器。

進一步地，所述串聯電路中的真空集熱管為一個或一個以上。

進一步地，所述電源裝置包括電流互感器，變壓器和可控硅。

利用如上所述的檢測設備進行高溫真空集熱管真空壽命檢測的方法，包括以下步驟：

a.將導電夾5直接夾在金屬吸熱管7兩端部，使用銅板1將真空集熱管與電源裝置連接，形成串聯電路；

b.將溫度傳感器4與溫度控制器相連接，并將溫度傳感器4置于金屬吸熱管內壁中部；溫度控制器與電源裝置相連，監測金屬吸熱管7內壁溫度并控制輸入電流；

c.真空電離規2焊接在外玻璃管6外表面，并通過接線柱3與電離真空計連接，以檢測真空集熱管內真空度數值；