[发明专利]一种熔盐吸热器管屏相对吸收率的测量方法

说明书

本发明公开了一种熔盐吸热器单个管屏吸收率的测量方法和系统，该系统包括能流密度仿真子系统、熔盐流量计、熔盐吸热器管屏进出口熔盐温度测量装置、红外测温仪、风速与温度测量装置等。所述的测量方法如下：对某个待测管屏，假定吸收率α，熔盐吸热器正常运行时，通过能流密度仿真子系统得出投射到该吸热器管屏上的能量E_t，由此可得到该吸热器管屏接收的总能量αE_t，通过红外测温仪得出吸热器管屏上的温度分布，加上所测得的环境风速和环境温度计算得到熔盐吸热器上的总散热损失L，通过熔盐流量计测量得到吸热器管屏内熔盐通量加上吸热器管屏进出口温度可计算得到单个吸热器管屏内熔盐实际吸收的能量E_r，则所测的熔盐吸热器管屏吸收率α＝(E_r+L)/E_t。

技术领域

本发明涉及太阳能塔式熔盐热发电系统，特别涉及熔盐吸热器管屏吸收率的测量。

背景技术

太阳能高温热发电技术是太阳能规模利用的一个重要发展方向，对人类解决化石能源危机、空气污染等问题具有深远的意义。太阳能高温热发电有多种技术方向：根据聚焦方式的不同，可分为塔式、槽式、碟式三种方式。其中已经大规模商业化应用的主要有塔式与槽式。与槽式相比，塔式聚光比更高，可达到更高的使用温度，一般发电效率更高。另外，在储能方面，如果均采用熔盐蓄热，塔式的温度利用区间约为槽式的3倍，因此，塔式的储能成本更低。塔式采用的吸热器工质主要有水(水蒸汽)、熔盐、空气、液态金属等。熔盐可吸热储热一体化，目前国外熔盐电站已实现商业化运行，因此熔盐塔式太阳能电站将是未来太阳能热发电领域大规模商业化应用的一个重要方向。

熔盐吸热器是将太阳辐射能转化成熔盐热能的关键设备。为了提高熔盐吸热效率，在吸热器表面会镀上一层高吸收率涂层。现有成熟的熔盐吸热器涂层主要有Pyromark2500，该涂层的使用温度可达1000℃以上，经过严格工艺涂刷后的熔盐吸热器吸收率可达0.95以上。高的吸收率能够大幅度提高熔盐吸热器整体热效率，吸收率指标是熔盐吸热器核心指标之一。

熔盐吸热器涂层吸收率会随着使用年限的增加而降低，另外，长期户外运行的熔盐吸热器不可避免会遭受沾灰、磨损、冲蚀，从而导致吸收率的降低。另外，熔盐阀门由于密封性能下降等原因偶尔会发生漏盐事故并沾污吸热管屏受光面，吸热管也可能发生爆管事故沾污吸热管屏受光面，受污染的吸热管屏吸收率会快速下降，从而影响吸热效率。

测量熔盐吸热器管屏吸收率是一项重要且难度极大的工作。常规的测量仪器无法测量小管径、有一定曲率的吸热管吸收率；另外，高空、大面积测量作业也存在很大的安全风险和测量难度。因此，开发出一种操作简单的熔盐吸热器管屏吸收率测量方法是太阳能塔式熔盐热发电系统中一项重要而紧迫的任务。

发明内容

本发明提供一种熔盐吸热器管屏吸收率的测量方法和系统。该测量方法和系统能够间接测量熔盐吸热器单个管屏吸收率，从而为涂层更换周期以及吸热器效率计算提供准确依据。

本发明的技术方案如下：

一种熔盐吸热器管屏吸收率的测量方法，该方法包括提供一测量系统，所述系统包括能流密度仿真子系统、熔盐流量计、熔盐吸热器管屏进/出口熔盐温度测量装置、红外测温仪、风速与温度测量装置，其中，所述能流密度仿真子系统用于计算得到投射到单个管屏的能量；通过所述熔盐流量计测量熔盐质量流量，通过所述熔盐吸热器管屏进/出口熔盐温度测量装置测量吸热器出口和入口熔盐温度进而得到熔盐焓值，所述熔盐流量计和所述熔盐吸热器管屏进/出口熔盐温度测量装置测得的数据用于计算得到管屏内熔盐吸收的能量；通过所述红外测温仪测量所测管屏受光侧壁面平均温度，通过所述风速与温度测量装置测量环境风速和温度，所述红外测温仪和所述风速与温度测量装置测得的数据用于计算得到管屏的总散热损失；所述测量方法通过所述的投射到单个管屏的能量、管屏内熔盐吸收的能量以及管屏的总散热损失计算得到待测管屏的吸收率。

所述熔盐吸收的能量的计算公式如下：