[发明专利]一种槽式高温集热管真空寿命预测方法及其测试系统

说明书

一种槽式高温集热管真空寿命预测方法及其测试系统。预测方法包括：(1)测试高温集热管用材料体系的真空放气行为；(2)测试高温真空集热管的真空失效标准；(3)量化研究高温集热管的真空失效因素；(4)计算高温集热管的整管压升率；(5)预测高温集热管整管的真空寿命。该预测方法涵盖全面，参数可实现较好量化。测试系统包括：抽气系统、测量系统、压控系统、补气系统、内置加热系统，内置加热系统置于被测集热管内，其他各系统分别通过设置在被测集热管的外玻管内的气嘴连接至被测集热管；压控系统、测量系统和内置加热系统通过数据采集系统连接至上位机。该测试系统可测定同一被测样品在不同真空度下的热损数值，操作简便，可靠性强。

技术领域

本发明涉及一种槽式高温集热管真空寿命预测方法及其测试系统，属于槽式高温集热管的性能检测技术领域。

背景技术

太阳能热发电技术是新能源应用领域的重要分支，槽式热发电技术是利用槽式聚光镜汇聚太阳光于焦平面处，在焦平面处安装的集热管(根据电厂要求以及日照条件等分为高温真空集热管及中温管等)收集热量并传热给集热管内流动的热工质(导热油，熔盐，水蒸气等)，加热后的热工质经过管路后和低温工质进行换热，进而通过一系列机械过程推动发电机发电。

自从上世纪80年代实现了太阳能槽式热发电的电站运行，槽式技术经历了众多的研发改进。近些年来在国内外地区槽式电站的规划、建设均有较快增长，其中部分国外电站已经实现平稳运行，即将或已经取得经济效益。我国进入高温热发电领域时间不长，在早期同德国、美国、西班牙等光热技术先进国家存在较大技术差距，近些年在槽式热发电核心设备(如高温真空集热管，反射镜，储热系统等)的制造以及应用领域取得较快进展，涌现出一批优秀的核心设备提供商。正是由于我国在槽式热发电核心设备的高速发展以及广阔前景对于集热管的研发、改进提出了更高的要求，相应的对于掌握集热管性能的测试技术和装备也提出了更高要求。

在槽式光热电站中，集热管属于批量应用，集热管的性能出现问题会影响集热回路的整体运行效率。在研制及应用中发现真空以及涂层的衰退导致整管性能变差等问题，最终导致终端用户的成本上升、系统不稳定等弊端，所以在研发过程中需要掌握集热管在工作温度下的稳定性。需要确定集热管用材料在高低温循环条件下的真空放气参数，并确定集热管用材料体系长时间放气的累积对于真空的影响。还需要利用一系列实验确定高温集热管所能承受的最低真空度，此最低限度的真空级别/标准作为判断集热管真空寿命的重要判据。还需要掌握其他影响真空的因素，如氢渗透、机械渗漏等。在各部分内容基础上分别建立相应的时间和气体分压的关系，从而建立集热管真空寿命评价模型。并根据此模型外推预测相应规格的集热管在相应工作条件下以及初始真空条件下的真空寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种槽式高温集热管真空寿命预测方法，用以评价高温真空集热管的核心指标-真空寿命，该预测方法涵盖全面，参数可实现较好量化，具有易重复、易操作的特性。

本发明的另一目的在于提供一种用于所述预测方法的槽式高温集热管热损-真空度测试系统，该测试系统可测定同一被测样品在不同真空度下的热损数值，操作简便，可靠性强。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种槽式高温集热管真空寿命预测方法，包括以下步骤：

(1)测试高温集热管用材料体系的真空放气行为；

(2)测试高温真空集热管的真空失效标准；

(3)量化研究高温集热管的真空失效因素；

(4)计算高温集热管的整管压升率；

(5)预测高温集热管整管的真空寿命。