[发明专利]槽式太阳能集热管的光学效率测量装置及其测试方法

说明书

一种槽式太阳能集热管的光学效率测量装置及其测试方法，包括椭圆形聚光器、椭圆形聚光器支架、太阳模拟光源、槽式太阳能集热管支架、第一均温装置、第二均温装置、扰流杆、流量计、流体驱动泵、供液箱、储液箱及测量系统。所述椭圆形聚光器为横截面呈非完整椭圆的腔室，椭圆形聚光器内壁具有反射镜面，太阳模拟光源和待测槽式太阳能集热管分别位于所述椭圆形聚光器的两条焦线上。所述椭圆形聚光器将太阳模拟光源发出的光线反射聚焦到槽式太阳能集热管上。待测槽式太阳能集热管两端和内部分别放置有均温装置和扰流杆，通过测试待测槽式太阳能集热管实际得热量与槽式太阳能集热管标准样管的得热量对比，获得待测槽式太阳能集热管的光学效率。

技术领域

本发明涉及太阳能热利用领域，特别是涉及一种槽式太阳能集热管的光学效率测量装置及其测试方法。

背景技术

槽式太阳能热发电是目前国际上商业应用最广、成本最低的太阳能热发电技术，其采用抛物面性反射镜将太阳光反射聚焦到位于其焦线的槽式太阳能集热管上加热管内流体，进而产生高温蒸汽推动汽轮机进行发电。槽式太阳能集热管是该种太阳能热发电系统中从光到热转化的最为关键部件，其光学效率的优劣直接影响了太阳能电站的发电效率和运行成本。槽式太阳能集热管的光学效率是槽式太阳能热发电系统中的核心性能指标之一，不仅是槽式太阳能集热管生产制作单位最为关心的性能指标，而且也是电站业主单位、电站设计单位及电站运行维护单位最为关心的性能指标。

槽式太阳能集热管一般由具有太阳选择性吸收涂层的金属内管及环绕金属内管的玻璃外管组成。太阳选择性吸收涂层将光能转换成热能，热量通过金属内管传递给金属内管介质。太阳选择性吸收涂层的光学效率高低直接影响槽式太阳能集热管的性能。目前，槽式太阳能集热管的光学效率测量大多通过实际现场测试，此种光学效率测量方式受到太阳辐照的不稳定性和间歇性(多云天气)、风速变化及阴雨因素造成测试误差较大，测试周期较长等，导致槽式太阳能集热管光学效率测量困难及测试误差非常大。

发明专利201410026437.2提出了采用椭圆形封闭腔室对中高温太阳能集热管进行光学效率测量，其在具体测试时，一方面，采用椭圆形封闭腔室测试时，槽式太阳能集热管的整个圆周方向都有聚光，这样与实际槽式太阳能热发电系统中不符，造成测试准确性不足。在实际槽式太阳能热发电系统中，槽式太阳能集热管圆周方向上只有面向抛物面反射镜的一部分聚光，另一部分不聚光。另一方面由于中高温集热管长度较长，放置进椭圆形封闭腔室非常困难，且其椭圆形封闭腔室也难以操作，导致实际使用较为困难，易于对椭圆形聚光器内表面造成损伤，特别是封闭腔室内空气温度随时间不断累积，必须具有通风装置，但腔室内空气变化较大，对测试精度有较大影响。另外，该发明专利中，没有采用均温装置，进出口温度测试测试稳定性差，精度较低，特别是由于单根集热管进出口温升只有2-7℃左右，进出口温度测试精度严重影响测试结果。同时测试时集热管内没有放置扰流杆，管内流体分布不均匀，流速较低，传热性能差，集热管由于温度分布不均而经常发生弯曲和破裂现象。

发明内容

本发明的主要目的是提高现有测试装置的测试准确性、精度和稳定性，与实际工况更加符合，具有较好的装置可操作性和简便性，提出了一种槽式太阳能集热管光学效率测量装置及其测试方法。

为了达到上述目的，本发明拟采用以下技术方案：

本发明提出的槽式太阳能集热管光学效率测量装置，包括椭圆形聚光器、椭圆形聚光器支架、太阳模拟光源、槽式太阳能集热管支架、第一均温装置、第二均温装置、流量计、第一流体驱动泵、供液箱、储液箱、第二流体驱动泵及测量系统。

所述椭圆形聚光器为横截面呈非完整椭圆的腔室，所述椭圆形聚光器的横截面可以是半椭圆或多半个椭圆，所椭圆形聚光器可以是立式也可以是卧式放置。所述椭圆形聚光器内壁具有反射镜面，所述椭圆形聚光器两端为具有反射镜面的端盖，所述椭圆形聚光器内壁和两端端盖的反射镜面可以是玻璃镜、反光铝板或采用反射率高于85％的膜层材料制作。