[发明专利]熔盐吸热器热效率测试系统及测试方法

说明书

本发明涉及太阳能光热发电技术领域，公开了一种熔盐吸热器热效率测试系统及测试方法，包括：光路系统、热回路系统以及测量系统；热回路系统包括接收塔，对光路系统中的能量进行转化；接收塔设置有接收窗，在接收窗处设置熔盐吸热器；光路系统包括光照控制器、定日镜场和反射镜；接收塔设置在定日镜场和反射镜之间，定日镜场将光线反射至反射镜上；反射镜将光线反射至接收窗处，在反射镜和接收塔之间设置光照控制器，能够调节熔盐吸热器受热面上的辐射功率；测量系统包括测量装置以及外接设备。本发明提供的熔盐吸热器热效率测试系统及测试方法通过测试单个管排在不同温度区间的热效率即可评估吸热器的整体热效率，因此成本较低且操作性更强。

技术领域

本发明涉及太阳能光热发电技术领域，特别涉及一种熔盐吸热器热效率测试系统及测试方法。

背景技术

太阳能发电技术是缓解能源危机的有效手段，应用前景较为广阔，这一清洁高效的利用技术为应对全球能源危机带来了新的希望。中国的太阳能资源十分丰富，若能合理利用太阳能，将有助于解决能源问题。

通常，太阳能热发电主要包括槽式、碟式和塔式三种方式，其中塔式光热发电系统的容量大、聚光比和运行温度高、效率高，是目前发展最为迅速的技术之一。对于塔式太阳能热发电系统，吸热器是光热转换的关键设备。目前，以熔盐为工质的吸热器主要是外露管式吸热器，通常包括吸热管，管内设置有熔盐工质，熔盐工质用于承载吸热器所吸收的太阳能。

无论是前期的设计还是后期的性能评估，熔盐吸热器的热效率都是最关键的一项指标。然而在现有技术中，一种可行的热效率测试方法为：将加工好的熔盐吸热器放到实际太阳能光热电站接收塔上进行安装、调试、运行并测试其热效率，然后再根据测试结果指导熔盐吸热器的优化设计。尽管这种方案有可行性，但在实际操作时，由于熔盐吸热器的安装位置高、表面辐射功率大，导致这一方案所需投入的人力物力极大，即使开展实际测试也难以保证测试结果的准确性，因此较难实施。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种熔盐吸热器效热率测试系统及测试方法，通过设计小型化的熔盐吸热器及其热效率测试系统，降低测试成本和测试难度。模拟不同的工作条件，从而对处于不同工作条件下的熔盐吸热器的热效率进行测试。

具体来说，本发明提供了一种熔盐吸热器热效率测试系统，用于对塔式太阳能光热发电熔盐吸热器的热效率进行测试，包括：光路系统、热回路系统以及测量系统；热回路系统包括接收塔，用于对光路系统中的能量进行转化；接收塔设置有接收窗，在接收窗处设置熔盐吸热器，并且接收窗的形状与熔盐吸热器的受热面形状对应；光路系统包括光照控制器、定日镜场和反射镜；接收塔设置在定日镜场和反射镜之间，定日镜场将光线反射至反射镜上；反射镜用于将光线进一步反射至接收窗处，在反射镜和接收塔之间设置光照控制器，能够调节熔盐吸热器接收到的辐射功率；测量系统包括用于测量热回路系统以及光路系统的热效率的装置以及外接设备。

与现有技术相比，本发明提供的熔盐吸热器热效率测试系统结构简单、可操作性强，能够在不必测试吸热器受热面上的入射功率的情况下，通过测试单个管排在不同温度区间的热效率即可评估熔盐吸热器的整体热效率。并且，本发明提供的测试系统通过将熔盐吸热器小型化，减小熔盐吸热器的尺寸，有利于设计简易的熔盐吸热器效率测试系统并比较准确地得到熔盐吸热器的热效率。

作为优选，反射镜包括二次抛物面反射镜，光照控制器和接收窗沿着二次抛物面反射镜的光轴的方向设置；光照控制器包括辐射控制圆盘，并且辐射控制圆盘能够在接收窗和二次抛物面反射镜之间沿着二次抛物面反射镜的光轴的方向移动，且辐射控制圆盘和接收窗分别设置在二次抛物面反射镜的焦点的两侧。

辐射控制圆盘能够控制自身的运动，对由二次抛物面反射镜反射的光线进行遮挡，从而对到达接收窗处的辐射功率进行调节。并且采用辐射圆盘调节辐射功率时，熔盐吸热器表面上的光斑的能量分布仍然均匀。

进一步地，作为优选，辐射控制圆盘通过平行于接收塔的转轴进行安装并能够绕转轴进行转动。