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1、(10)申请公布号 CN 102494871 A (43)申请公布日 2012.06.13 CN 102494871 A *CN102494871A* (21)申请号 201110405530.0 (22)申请日 2011.12.08 G01M 11/00(2006.01) (71)申请人 山东力诺新材料有限公司 地址 251600 山东省济南市商河县石化路 10 号 (72)发明人 沈永春 张化明 韩文敏 江慎南 柯伟 裴志杰 (74)专利代理机构 济南泉城专利商标事务所 37218 代理人 丁修亭 (54) 发明名称 一种高温真空太阳集热管老化测试方法 (57) 摘要 本发明公开了一种高温。
2、真空太阳集热管老 化测试方法， 包括以下步骤 ： 测试装置选择步骤 ； 配置步骤， 把所述加热装置插入所述集热管并固 定， 在集热管的选定测温点安装温度传感器， 并把 温度传感器连接到上位机上， 上位机则输出连接 所述温度控制器， 而温度控制器则连接所述加热 装置的控制电路 ； 加热步骤， 使内管表面达到设 定值 ； 保温状态 ； 数据采集步骤， 在所述保温状态 下， 在设定长时间内， 对选定的测试参数进行数据 的采集。本发明能够准确的检测高温太阳集热管 的老化性能， 为生产实践提供参考。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识。
3、产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种高温真空太阳集热管老化测试方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 测试装置选择步骤， 选用整体长度大于被测的集热管的加热装置， 以及一套温度传感 器、 上位机、 温度控制器和选定测试参数的测试装置 ； 配置步骤， 把所述加热装置插入所述集热管并固定， 在集热管的选定测温点安装温度 传感器， 并把温度传感器连接到上位机上， 上位机则输出连接所述温度控制器， 而温度控制 器则连接所述加热装置的控制电路 ； 加热步骤， 使内管表面达到设定值 ； 保温状态， 通过闭环控制使集热管的内管和罩玻璃管保。
4、持在设定温区 ； 数据采集步骤， 在所述保温状态下， 在设定长时间内， 对选定的测试参数进行数据的采 集。 2. 根据权利要求 1 所述的高温真空太阳集热管老化测试方法， 其特征在于， 所述加热 装置被分为两组， 其中一组为作为主加热装置并在测试状态下配置在内管中的加热棒， 且 加热棒总长度即为加热装置的总长度 ； 另一组为一对电热丝线圈， 测试状态下相应配置在 集热管管口内侧边缘处， 进行调整加热， 形成第一加热温区， 使第一加热温区中部的温度与 集热管中部的温度形成一个设定温差。 3. 根据权利要求 2 所述的高温真空太阳集热管老化测试方法， 其特征在于， 所述加热 棒为相等的两段。 4.。
5、根据权利要求2或3所述的高温真空太阳集热管老化测试方法， 其特征在于， 所述加 热棒与被测集热管的直径比为 0.740.8， 因此， 在测试状态下， 在加热棒与被测集热管的内 管间嵌套导热垫片。 5. 根据权利要求 4 所述的高温真空太阳集热管老化测试方法， 其特征在于， 所述导热 垫片优选条带弹性导热铜垫片。 6. 根据权利要求 2 所述的高温真空太阳集热管老化测试方法， 其特征在于， 所述电热 丝线圈的长度为 320cm。 7. 根据权利要求 1 所述的高温真空太阳集热管老化测试方法， 其特征在于， 所述数据 采集步骤中温度每 5s 记录一次。 8. 根据权利要求 1 所述的高温真空太阳集。
6、热管老化测试方法， 其特征在于， 所述设定 温区的选择方法是先设定一个温度常量， 并在该温度常量基础上加减一摄氏度， 形成一个 温度区间， 即所述设定温区。 9. 根据权利要求 1 所述的高温真空太阳集热管老化测试方法， 其特征在于， 所述温度 控制器选用 PID 控制器。 10. 根据权利要求 1 所述的高温真空太阳集热管老化测试方法， 其特征在于， 所述测试 参数为集热管的真空管的真空度和膜层的发射比的动态变化。 权 利 要 求 书 CN 102494871 A 2 1/4 页 3 一种高温真空太阳集热管老化测试方法 技术领域 0001 本发明涉及一种高温真空太阳集热管性能测试方法， 具体。
7、是对高温真空太阳能热 管老化性能的测试方法。 背景技术 0002 槽式太阳能热发电是通过槽式抛物面聚光镜将太阳光汇聚到焦线所在位置上， 在 焦线所在处安放管状高温集热管， 吸收聚焦后的太阳能。 高温集热管内部流动介质 （一般为 导热油或熔盐） 被加热后 （工质温度 ： 400以上， 属于太阳能高温应用领域） ， 流经热交换器 或直接加热水， 产生水蒸气， 借助蒸汽汽轮机产生动力， 推动发电机发电。 0003 槽式太阳能热发电的核心技术为高温集热管， 其寿命的长短直接影响到热电站的 运行成本。目前全玻璃真空太阳集热管是按照国标 GB/T 17049-2005 进行检测的， 该标准 中的集热管没有。
8、老化测试的方法， 仅能通过真空品质试验进行粗略评价。且当前的高温真 空太阳能集热管的长度一般都在 4 米以上， 而普通全玻璃真空太阳集热管的长度仅为两 米， 且高温真空太阳能集热管带有太阳能选择性吸收涂层的内管为不锈钢材质， 与高硼硅 玻璃有了很大的不同， 为了对高温真空太阳集热管的老化进行测试， 需要对测试方法进行 重新设计。 发明内容 0004 因此， 本发明的目的在于提供一种专用于高温太阳集热管老化的测试方法， 以准 确的检测高温太阳集热管的老化性能， 为生产实践提供参考。 0005 本发明采用以下技术方案 ： 该发明高温真空太阳集热管老化测试方法， 包括以下步骤 ： 测试装置选择步骤，。
9、 选用整体长度大于被测的集热管的加热装置， 以及一套温度传感 器、 上位机、 温度控制器和选定测试参数的测试装置 ； 配置步骤， 把所述加热装置插入所述集热管并固定， 在集热管的选定测温点安装温度 传感器， 并把温度传感器连接到上位机上， 上位机则输出连接所述温度控制器， 而温度控制 器则连接所述加热装置的控制电路 ； 加热步骤， 使内管表面达到设定值 ； 保温状态， 通过闭环控制使集热管的内管和罩玻璃管保持在设定温区 ； 数据采集步骤， 在所述保温状态下， 在设定长时间内， 对选定的测试参数进行数据的采 集。 0006 依据上述方法， 通过配置合适的测试装置， 进而进行加热和保温， 并在保温。
10、状态下 进行数据的采集， 实现高温太阳集热管的老化性能参数的测试。 其中， 选用整体长度大于被 测集热管的加热装置， 能够很好的控制集热管在真空夹层段的加热和保温， 两端的热耗散 能够进行相对较好的控制， 使真空夹层段的温度处于一个相对均匀的状态， 尤其是在闭环 控制的条件下， 可保证预定加热区域获得良好的温场均匀性， 可以满足高温应用集热管的 说 明 书 CN 102494871 A 3 2/4 页 4 测试。 0007 上述高温真空太阳集热管老化测试方法， 所述加热装置被分为两组， 其中一组为 作为主加热装置并在测试状态下配置在内管中的加热棒， 且加热棒总长度即为加热装置的 总长度 ； 另。
11、一组为一对电热丝线圈， 测试状态下相应配置在集热管管口内侧边缘处， 进行调 整加热， 形成第一加热温区， 使第一加热温区中部的温度与集热管中部的温度形成一个设 定温差。 0008 上述高温真空太阳集热管老化测试方法， 所述加热棒为相等的两段。 0009 上述高温真空太阳集热管老化测试方法， 所述加热棒与被测集热管的直径比为 0.740.8， 因此， 在测试状态下， 在加热棒与被测集热管的内管间嵌套导热垫片。 0010 上述高温真空太阳集热管老化测试方法， 所述导热垫片优选条带弹性导热铜垫 片。 0011 上述高温真空太阳集热管老化测试方法， 所述电热丝线圈的长度为 320cm。 0012 上述。
12、高温真空太阳集热管老化测试方法， 所述数据采集步骤中温度每 5s 记录一 次。 0013 上述高温真空太阳集热管老化测试方法， 所述设定温区的选择方法是先设定一个 温度常量， 并在该温度常量基础上加减一摄氏度， 形成一个温度区间， 即所述设定温区。 0014 上述高温真空太阳集热管老化测试方法， 所述温度控制器选用 PID 控制器。 0015 上述高温真空太阳集热管老化测试方法， 所述测试参数为集热管的真空管的真空 度和膜层的发射比的动态变化。 附图说明 0016 图 1 为高温真空太阳集热管的结构示意图， 整体为左右对称结构， 图中只示出集 热管包含一端的一部分结构。 0017 图中 ： 1。
13、、 罩玻璃管， 2、 内管， 3、 真空夹层， 4、 第一加热温区， 5、 第二加热温区， 6、 温 度传感器。 具体实施方式 0018 参照说明书附图 1 所示的高温真空太阳集热管， 其基本结构是包括内管 2 和同轴 套装在在内管 2 上的罩玻璃管 1， 其中内管整体长度长于罩玻璃管， 形式上内管从罩玻璃管 的两端延伸出来一段， 罩玻璃管也是圆筒形， 两端通过波纹管和封接环封接， 形成真空夹层 3。公知的高温真空太阳集热管的长度一般在 4 米左右， 大多长于 4 米。 0019 依据上述结构的一种高温真空太阳集热管老化测试方法， 其包括以下步骤 ： 测试装置选择步骤， 选用整体长度大于被测的。
14、集热管的加热装置， 以及一套温度传感 器、 上位机、 温度控制器和选定测试参数的测试装置 ； 配置步骤， 把所述加热装置插入所述集热管并固定， 在集热管的选定测温点安装温度 传感器， 并把温度传感器连接到上位机上， 上位机则输出连接所述温度控制器， 而温度控制 器则连接所述加热装置的控制电路 ； 加热步骤， 使内管表面达到设定值 ； 保温状态， 通过闭环控制使集热管的内管和罩玻璃管保持在设定温区 ； 说 明 书 CN 102494871 A 4 3/4 页 5 数据采集步骤， 在所述保温状态下， 在设定长时间内， 对选定的测试参数进行数据的采 集。 0020 关于配置步骤， 以及之前的测试装置。
15、选择步骤， 服务于加热的均匀性， 最好在加热 和保温状态下， 进行分区域的加热保温， 参见说明书附图 1， 形成两个加热区域， 一个是管口 到封接部位的区域， 为第一加热温区 4， 向内为第二加热温区 5， 第一加热温区的散热不会 受到真空夹层的隔离， 并且直接与外界连通， 当然， 加热的核心区域在于第二加热温区， 第 一加热温区域为辅助区域。 加以匹配的， 所述加热装置被分为两组， 其中一组为作为主加热 装置并在测试状态下配置在内管中的加热棒， 且加热棒总长度即为加热装置的总长度， 加 热棒同时加热第一加热温区和第二加热温区 ； 另一组为一对电热丝线圈， 测试状态下相应 配置在集热管管口内侧。
16、边缘处， 进行调整加热， 形成第一加热温区， 使第一加热温区中部的 温度与集热管中部的温度形成一个设定温差， 总体上形成一个相对恒定的温差， 进而， 使第 二加热温区的温度相对恒定， 且相对均匀。 0021 进一步地， 所述加热棒为相等的两段， 从两端分别装配， 整体长度大于集热管总长 20cm 左右， 每端余出 9.510.5cm， 名义上太短不利于保持第一加热温区的温度稳定性， 太 长了能耗增大， 并且已经不会对第一加热温区产生较大的影响。 0022 较佳地， 所述加热棒与被测集热管的直径比为 0.740.8， 也就是要在加热棒与被 测集热管之间留有适当间隙， 避免加热棒与被测集热管直接接。
17、触， 也有利于温度传感器的 走线。关于加热棒与被测集热管的直径比， 若小于 0.74， 必然会使得所说的间隙过小， 加热 的对流效应降低， 可能导致局部过热， 加热效果不好， 不利于形成温度的相对稳定 ； 而过大 的间隙也会影响加热效果， 与外部气流交换增强， 并且加热的辐射效应降低。 0023 进一步地， 在测试状态下， 在加热棒与被测集热管的内管间嵌套导热垫片， 起到导 热和支撑加热棒的作用。 0024 较佳地， 所述导热垫片优选条带弹性导热铜垫片， 利用通的导热系数高的特点， 可 以使加热体的温度更加均匀。 0025 较佳地， 所述电热丝线圈的长度为 320cm， 经过测试， 电热丝线圈。
18、形成一个热障， 大于等于 3cm 基本上就可以满足第一加热温区的要求， 最好是大于 5cm， 可以使第一加热温 区的温度稳定性更好。当然， 不宜太长， 长限的选择则是考虑能耗， 在满足测试要求的情况 下， 电热丝线圈越短越好， 通常不要超过 20cm， 尝过 20cm 也可能超出了第一加热温区的长 度， 也会对第二加热温区产生影响。 0026 较佳地， 所述数据采集步骤中温度每 5s 记录一次， ， 可以基本上反映温度变化的 动态特性。 0027 所述设定温区的选择方法是先设定一个温度常量， 并在该温度常量基础上加减一 摄氏度， 形成一个温度区间， 即所述设定温区， 若能在较长的时间内保持在这。
19、个设定温区 内， 应当认为进入了保温状态， 需要注意的是， 所示的较长的时间至少应当为 15min。 0028 所述温度控制器选用 PID 控制器， 工业生产过程中， 对于生产装置的温度、 压力、 流量、 液位等工艺变量常常要求维持在一定的数值上， 或按一定的规律变化， 以满足生产工 艺的要求。PID 控制器是根据 PID 控制原理对整个控制系统进行偏差调节， 从而使被控变 量的实际值与工艺要求的预定值一致。 从而， 可以很好的控制温度的变化， 以满足测试的需 要。 说 明 书 CN 102494871 A 5 4/4 页 6 0029 所述测试参数为集热管的真空管的真空度和膜层的发射比的动态变化。 还可以通 过比较罩玻璃管上的蒸散吸气剂膜进行老化的定性判断。 0030 关于集热管真空度和膜层参数的测定， 以及蒸散吸气剂膜的老化定性判断， 已经 较早的出现， 比如膜层的发射比， 本来就是真空管的一个性能参数， 比较早的规范都有相关 的测试方法， 较进的规范， 如 GB/T17049-2005 和 GB/T25958-2010 上均有记载， 对于蒸散吸 气剂膜， 则有 GB9506.3-1998 进行了规范。 说 明 书 CN 102494871 A 6 1/1 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 102494871 A 7 。