[發(fā)明專利]一種熔鹽吸熱器管屏相對吸收率的測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910114324.0
• 申請日: 2019-02-14
• 公開（公告）號: CN109856182B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 易富興;李曉波;劉志娟;李建華;楊都堂;李偉
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江可勝技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 封喜彥;胡晶

本發(fā)明公開了一種熔鹽吸熱器單個管屏吸收率的測量方法和系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括能流密度仿真子系統(tǒng)、熔鹽流量計、熔鹽吸熱器管屏進出口熔鹽溫度測量裝置、紅外測溫儀、風(fēng)速與溫度測量裝置等。所述的測量方法如下：對某個待測管屏，假定吸收率α，熔鹽吸熱器正常運行時，通過能流密度仿真子系統(tǒng)得出投射到該吸熱器管屏上的能量E_t，由此可得到該吸熱器管屏接收的總能量αE_t，通過紅外測溫儀得出吸熱器管屏上的溫度分布，加上所測得的環(huán)境風(fēng)速和環(huán)境溫度計算得到熔鹽吸熱器上的總散熱損失L，通過熔鹽流量計測量得到吸熱器管屏內(nèi)熔鹽通量加上吸熱器管屏進出口溫度可計算得到單個吸熱器管屏內(nèi)熔鹽實際吸收的能量E_r，則所測的熔鹽吸熱器管屏吸收率α＝(E_r+L)/E_t。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能塔式熔鹽熱發(fā)電系統(tǒng)，特別涉及熔鹽吸熱器管屏吸收率的測量。

背景技術(shù)

太陽能高溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)是太陽能規(guī)模利用的一個重要發(fā)展方向，對人類解決化石能源危機、空氣污染等問題具有深遠(yuǎn)的意義。太陽能高溫?zé)岚l(fā)電有多種技術(shù)方向：根據(jù)聚焦方式的不同，可分為塔式、槽式、碟式三種方式。其中已經(jīng)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的主要有塔式與槽式。與槽式相比，塔式聚光比更高，可達(dá)到更高的使用溫度，一般發(fā)電效率更高。另外，在儲能方面，如果均采用熔鹽蓄熱，塔式的溫度利用區(qū)間約為槽式的3倍，因此，塔式的儲能成本更低。塔式采用的吸熱器工質(zhì)主要有水(水蒸汽)、熔鹽、空氣、液態(tài)金屬等。熔鹽可吸熱儲熱一體化，目前國外熔鹽電站已實現(xiàn)商業(yè)化運行，因此熔鹽塔式太陽能電站將是未來太陽能熱發(fā)電領(lǐng)域大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的一個重要方向。

熔鹽吸熱器是將太陽輻射能轉(zhuǎn)化成熔鹽熱能的關(guān)鍵設(shè)備。為了提高熔鹽吸熱效率，在吸熱器表面會鍍上一層高吸收率涂層。現(xiàn)有成熟的熔鹽吸熱器涂層主要有Pyromark2500，該涂層的使用溫度可達(dá)1000℃以上，經(jīng)過嚴(yán)格工藝涂刷后的熔鹽吸熱器吸收率可達(dá)0.95以上。高的吸收率能夠大幅度提高熔鹽吸熱器整體熱效率，吸收率指標(biāo)是熔鹽吸熱器核心指標(biāo)之一。

熔鹽吸熱器涂層吸收率會隨著使用年限的增加而降低，另外，長期戶外運行的熔鹽吸熱器不可避免會遭受沾灰、磨損、沖蝕，從而導(dǎo)致吸收率的降低。另外，熔鹽閥門由于密封性能下降等原因偶爾會發(fā)生漏鹽事故并沾污吸熱管屏受光面，吸熱管也可能發(fā)生爆管事故沾污吸熱管屏受光面，受污染的吸熱管屏吸收率會快速下降，從而影響吸熱效率。

測量熔鹽吸熱器管屏吸收率是一項重要且難度極大的工作。常規(guī)的測量儀器無法測量小管徑、有一定曲率的吸熱管吸收率；另外，高空、大面積測量作業(yè)也存在很大的安全風(fēng)險和測量難度。因此，開發(fā)出一種操作簡單的熔鹽吸熱器管屏吸收率測量方法是太陽能塔式熔鹽熱發(fā)電系統(tǒng)中一項重要而緊迫的任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種熔鹽吸熱器管屏吸收率的測量方法和系統(tǒng)。該測量方法和系統(tǒng)能夠間接測量熔鹽吸熱器單個管屏吸收率，從而為涂層更換周期以及吸熱器效率計算提供準(zhǔn)確依據(jù)。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種熔鹽吸熱器管屏吸收率的測量方法，該方法包括提供一測量系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括能流密度仿真子系統(tǒng)、熔鹽流量計、熔鹽吸熱器管屏進/出口熔鹽溫度測量裝置、紅外測溫儀、風(fēng)速與溫度測量裝置，其中，所述能流密度仿真子系統(tǒng)用于計算得到投射到單個管屏的能量；通過所述熔鹽流量計測量熔鹽質(zhì)量流量，通過所述熔鹽吸熱器管屏進/出口熔鹽溫度測量裝置測量吸熱器出口和入口熔鹽溫度進而得到熔鹽焓值，所述熔鹽流量計和所述熔鹽吸熱器管屏進/出口熔鹽溫度測量裝置測得的數(shù)據(jù)用于計算得到管屏內(nèi)熔鹽吸收的能量；通過所述紅外測溫儀測量所測管屏受光側(cè)壁面平均溫度，通過所述風(fēng)速與溫度測量裝置測量環(huán)境風(fēng)速和溫度，所述紅外測溫儀和所述風(fēng)速與溫度測量裝置測得的數(shù)據(jù)用于計算得到管屏的總散熱損失；所述測量方法通過所述的投射到單個管屏的能量、管屏內(nèi)熔鹽吸收的能量以及管屏的總散熱損失計算得到待測管屏的吸收率。

所述熔鹽吸收的能量的計算公式如下：