真空集热管热性能测试系统的优化研究

发布时间：2020-12-16 01:56

　　随着科技水平的飞速发展,人类在太阳能热发电方面取得了前所未有的成果。太阳能热发电作为一种聚焦型太阳能热发电模式,按照集热方式的不同,可分为太阳能碟式热发电、太阳能塔式热发电、太阳能槽式热发电等。由于槽式发电具有更为显著的优点,其已大量应用于商业发电系统中。槽式热发电系统的发电原理是通过类似抛物面柱的聚光反射镜将不同方向所接收到的太阳光聚集到柱正中心的集热管,从而将热量传递给流动的载热工质,以驱动汽轮机进行发电。真空集热管(HCE)是光热发电过程中核心的部件之一,其集热性能的好坏,直接影响到最终的发电效率,因而,通过特定方法进行集热管热性能测试对提升发电系统的效率显得至关重要。该课题以真空集热管的热性能测试系统作为对象进行优化研究,通过借鉴DLR和NREL所采用的测试方法,如室外测试(工作状态测量法)和室内测试(背太阳测量法),建立了对应的热性能测试模型。其中,室内测试主要是针对其保温的能力,这通过集热管的热损失来衡量。热损测试结果会受到多种因素的影响,如两端保温、温度取样点的选择、温度控制精度以及环境因素等。本文从集热管测试原理的角度出发,首先分析了集热管热性能测试系统设计过程中几个重... 

【文章来源】：兰州交通大学甘肃省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

实际现场中的真空集热管

图 1.1 实际现场中的真空集热管（一）国外研究现状太阳能热发电在国外起步较早，因而其在真空集热管热性能测试方面也做了深入究，已形成了比较成熟的理论和测试方法。在经过多年的应用和实际测试，瑞典rers 等与 IEA 的 SH&C 机构及德国的 VELS 项目组共同合作，在传统稳态测试方法础上，研发出了动态测试方法[20-22]。此后，相关机构人员对这两种测试方法进行了对比。经分析发现，针对集热管的动态与稳态测试所得到的结果基本一致，这说明两种测试方法的正确性。这两种测试方法优缺点各异，因而，在实际测试过程中，根据实际环境和不同的测试目的，适当的去选择测试方法。现有 DLR(德国宇航中心)和 NREL(美国国家能源部可再生能源实验室)两家机构业的集热管测试实验室，其测试结果得到国际认可[23]。这两家机构在太阳能集热管能测试技术上具有领先水平，其拥有一整套完整的测试体系。

图 1.3 室内测试实验现场图（二）国内研究现状目前国内太阳能集热管生产厂家对集热管测试技术尚未成熟，虽然各厂家都有各测试系统，但因技术等原因，未能得到国际上认可，也未与国际达成统一标准。这致无法与国外厂家生产的集热管进行对比，使国内太阳能热发电难以走向世界前了解决这个问题，目前国内都是将集热管送往国外进行测试，从而衡量其产品在国的水准。然而，集热管送到国外测试需要耗费大量财力，且测试周期很长。出于此因，我国在借鉴国标与欧标的基础上，形成了自己的设计标准：《全玻璃真阳集热管用玻璃管》（GB/T29159-2012），其规定了真空集热器测试的具体方法，该得到了国际上的认可[24]。虽然该方法的测试环境很接近实际现场，但对测试环境的要求很高，若有细节方面考虑不周到，则会导致测试结果产生大的误差。因此就国言，能否实现集热管热性能测试系统的完善优化，使其测试结果达到国际标准变得重要。.3 系统设计目标与论文结构安排


本文编号：2919302