一种槽式太阳能集热系统集热效率测试平台技术方案

本申请提供了一种槽式太阳能集热系统集热效率测试平台，包括：工质储罐、循环泵、集热回路、截止阀、调节阀、稳压阀、安全阀、温度测点、压力测点和液位测点；其中，工质储罐上设置温度测点、压力测点和液位测点；循环泵，用于将工质储罐中的工质泵入到集热回路中，工质在集热回路中吸收热量，通过稳压阀流入到工质储罐中；集热回路上安装有截止阀、调节阀以及安全阀，通过设置氮气稳压系统，电加热系统可以实现不同工质的集热器换热效率的测试，可以对以水、导热油和高温熔盐为工质的槽式集热系统的集热效率进行评估，解决了现有技术中，热力系统测试效率低的技术问题。统测试效率低的技术问题。统测试效率低的技术问题。

A testing platform for the efficiency of trough solar collector system

【技术实现步骤摘要】
一种槽式太阳能集热系统集热效率测试平台


[0001]本申请涉及太阳能聚光集热装置的性能检测
，具体地，涉及一种槽式太阳能集热系统集热效率测试平台。

技术介绍

[0002]槽式集热器作为技术最为成熟的太阳能热利用设备之一，被广泛应用在光热电站，供应工业热水/蒸汽等领域。槽式集热器的集热效率的优劣决定了其太阳能利用效率的高低，因此需要设计专门的系统来对其集热效率进行评测。
[0003]目前一般槽式集热系统测试平台主要是根据测量直接辐射强度并结合回路集热面积，入射角来计算太阳投入到集热回路的能量。工质吸收的热量则通过回路进出口温度，回路工质流量计算得到。工质吸收的能量除以太阳投射到集热回路的能量即为集热回路的集热效率。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种槽式太阳能集热系统集热效率测试平台，以解决现有技术中，热力系统测试效率低的技术问题。
[0005]本申请实施例提供了一种槽式太阳能集热系统集热效率测试平台，包括：
[0006]工质储罐，用于存储工质，设置有包括：温度测点(1)、压力测点(1)和液位测点(1)，第一接口依次与截止阀(22)、截止阀(13)与放水系统连接；第二接口通过截止阀(14)与放水系统连接；第三接口通过截止阀(1)与循环泵(1)的输入端连接；第七接口与截止阀(15)连接；第八接口与安全阀(3)连接；截止阀(15)与安全阀(3)的另一端连接大气；
[0007]集热回路，包括依次连接的SCA1、SCA2、SCA3和SCA4四个集热单元，以及倾角测量仪；与所述工质储罐连接；
[0008]循环泵(1)，与所述工质储罐和集热回路连接；用于将所述工质储罐中的工质经集热回路输入端管道泵入到所述集热回路中，工质在所述集热回路中吸收热量，经集热回路输出端管道流入到工质储罐中；
[0009]闪蒸罐，与所述工质储罐和所述放水系统连接；
[0010]所述放水系统用于排出系统工质。
[0011]可选的，上述集热效率测试平台，所述集热回路输入端管道，依次连接循环泵(1)的输出端、止回阀(1)、主路调节阀、流量计和集热回路输入端；其中，主路调节阀和集热回路输入端之间，设置温度测点(2)，以及经截止阀(2)设置压力测点(2)；流量计上设置流量测点(1)；
[0012]所述集热回路输出端管道，依次连接集热回路输出端、截止阀(4)、截止阀(7)、截止阀(9)、稳压阀(3)、截止阀(22)和工质储罐第一接口；其中，集热回路输出端和截止阀(4)之间，设置温度测点(3)，以及经截止阀(3)设置压力测点(3)；截止阀(5)与安全阀(1)串联后，与截止阀(4)并联，截止阀(5)与安全阀(1)之间还通过支路连接有截止阀(6)；截止阀
(6)的另一端连接大气。
[0013]可选的，上述集热效率测试平台，还包括：工质注入系统，用于根据预设条件注入不同的工质，其中，所述工质包括水或导热油或高温熔盐；工质储罐还设置有第六接口，所述第六接口通过截止阀(16)与所述工质注入系统连接。
[0014]可选的，上述集热效率测试平台，还包括：旁路调节阀，用于调节所述集热回路的流量和压力；所述工质储罐第四接口与旁路调节阀连接后，作为支路连接于所述止回阀(1)与主路调节阀之间；
[0015]电加热系统，当工质为导热油或高温熔盐时，配置所述电加热系统来防止工质储罐内工质凝固。
[0016]可选的，上述集热效率测试平台，还包括：氮气稳压系统，当工质为水或导热油时，氮气稳压系统一端通过所述截止阀17与所述工质储罐第五接口连接，用于维持工质储罐中的压力防止工质发生气化；氮气稳压系统另一端通过截止阀23作为支路连接于截止阀7和截止阀9之间。
[0017]可选的，上述集热效率测试平台，还包括：冷却水换热单元，包括截止阀18至截止阀21、换热器和冷却水系统；
[0018]其中，截止阀20、换热器高温侧、截止阀21串联后，与截止阀22并联；截止阀18、冷却水系统和截止阀19串联后，与换热器低温侧并联；在高温侧，当截止阀22关闭时，高温工质通过所述截止阀20进入换热器高温侧输入端，工质被冷却后从换热器高温侧输出端通过所述截止阀21流入工质储罐；在低温侧，低温水从所述截止阀18流入所述换热器低温侧输入端，从所述截止阀19流出所述换热器低温侧输出端。
[0019]可选的，上述集热效率测试平台，还包括：闪蒸罐，当工质为水时，工质通过所述截止阀8和稳压阀1进入所述闪蒸罐，闪蒸的蒸汽通过所述稳压阀2排出系统，饱和水通过所述循环泵2泵入工质储罐；闪蒸罐用来验证集热回路在产生蒸汽时系统的稳定及可靠性；
[0020]闪蒸罐，设置有温度测点4、压力测点4和液位测点2；还包括第九接口至第十三接口；
[0021]其中，第九接口与安全阀2连接；安全阀2的另一端连接大气；
[0022]第十接口依次连接稳压阀2和消音器；
[0023]第十一接口依次通过稳压阀1和截止阀8，作为支路连接于截止阀7和截止阀9之间；
[0024]第十二接口依次通过截止阀11、循环泵2、止回阀2和截止阀12，作为支路连接于截止阀13与截止阀22之间；
[0025]第十三接口，通过截止阀10连接至放水系统。
[0026]可选的，上述集热效率测试平台，还包括：报警系统，当工质为水或导热油、且温度大于预设阈值的情况下，发出报警信息；
[0027]显示系统，实时或周期性显示所述集热效率测试平台各处温度信息；
[0028]气象数据测量平台，用于测量至少以下参数之一：太阳直射强度、环境温度、风速、风向。
[0029]可选的，上述的集热效率测试平台，当工质为高温熔盐时，所述集热效率测试平台通过以下方式测量集热回路的集热效率：
[0030]关闭截止阀8、12、13、14、17、20、21和23；
[0031]开启截止阀15和截止阀16；
[0032]工质通过工质注入系统注入到工质储罐，并开启电加热系统，防止工质凝固；工质注入完毕后关闭截止阀15和截止阀16；
[0033]开启主路调节阀，截止阀1、2、3、4、5、6、7、9、22和稳压阀3；
[0034]开启循环泵1，待回路建立起循环后，关闭截止阀5和6；
[0035]开启旁路调节阀，通过调节循环泵1的频率，主路和旁路调节阀的开度来未出回路入口流量的稳定；
[0036]获得集热回路的集热效率η：
[0037][0038]其中，G为回路质量流量；h
out
为集热回路输出端工质出口焓值，是工质压力和温度的函数，可以查询工质物性表得到；h
in
为集热回路输入端工质入口焓值，是工质压力和温度的函数，可以查询工质物性表得到；A为回路有效集热面积；DNI为太阳直射强度；θ为太阳入射角；P
out
为集热回路输出端压力测点3压力；P
in
为集热回路输入端压力测点2压力；T
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种槽式太阳能集热系统集热效率测试平台，其特征在于，包括：工质储罐，用于存储工质，设置有包括：温度测点(1)、压力测点(1)和液位测点(1)，第一接口依次与截止阀(22)、截止阀(13)与放水系统连接；第二接口通过截止阀(14)与放水系统连接；第三接口通过截止阀(1)与循环泵(1)的输入端连接；第七接口与截止阀(15)连接；第八接口与安全阀(3)连接；截止阀(15)与安全阀(3)的另一端连接大气；集热回路，包括依次连接的SCA1、SCA2、SCA3和SCA4四个集热单元，以及倾角测量仪；与所述工质储罐连接；循环泵(1)，与所述工质储罐和集热回路连接；用于将所述工质储罐中的工质经集热回路输入端管道泵入到所述集热回路中，工质在所述集热回路中吸收热量，经集热回路输出端管道流入到工质储罐中；闪蒸罐，与所述工质储罐和所述放水系统连接；所述放水系统用于排出系统工质。2.根据权利要求1所述的集热效率测试平台，其特征在于：所述集热回路输入端管道，依次连接循环泵(1)的输出端、止回阀(1)、主路调节阀、流量计和集热回路输入端；其中，主路调节阀和集热回路输入端之间，设置温度测点(2)，以及经截止阀(2)设置压力测点(2)；流量计上设置流量测点(1)；所述集热回路输出端管道，依次连接集热回路输出端、截止阀(4)、截止阀(7)、截止阀(9)、稳压阀(3)、截止阀(22)和工质储罐第一接口；其中，集热回路输出端和截止阀(4)之间，设置温度测点(3)，以及经截止阀(3)设置压力测点(3)；截止阀(5)与安全阀(1)串联后，与截止阀(4)并联，截止阀(5)与安全阀(1)之间还通过支路连接有截止阀(6)；截止阀(6)的另一端连接大气。3.根据权利要求2所述的集热效率测试平台，其特征在于，还包括：工质注入系统，用于根据预设条件注入不同的工质，其中，所述工质包括水或导热油或高温熔盐；工质储罐还设置有第六接口，所述第六接口通过截止阀(16)与所述工质注入系统连接。4.根据权利要求3所述的集热效率测试平台，其特征在于，还包括：旁路调节阀，用于调节所述集热回路的流量和压力；所述工质储罐第四接口与旁路调节阀连接后，作为支路连接于所述止回阀(1)与主路调节阀之间；电加热系统，当工质为导热油或高温熔盐时，配置所述电加热系统来防止工质储罐内工质凝固。5.根据权利要求4所述的集热效率测试平台，其特征在于，还包括：氮气稳压系统，当工质为水或导热油时，氮气稳压系统一端通过截止阀(17)与所述工质储罐第五接口连接，用于维持工质储罐中的压力防止工质发生气化；氮气稳压系统另一端通过截止阀(23)作为支路连接于截止阀(7)和截止阀(9)之间。6.根据权利要求5所述的集热效率测试平台，其特征在于，还包括：冷却水换热单元，包括截止阀(18)至(21)、换热器和冷却水系统；其中，截止阀(20)、换热器高温侧、截止阀(21)串联后，与截止阀(22)并联；截止阀(18)、冷却水系统和截止阀(19)串联后，与换热器低温侧并联；在高温侧，当截止阀(22)关闭时，高温工质通过所述截止阀(20)进入换热器高温侧输入端，工质被冷却后从换热器高
温侧输出端通过所述截止阀(21)流入工质储罐；在低温侧，低温水从所述截止阀(18)流入所述换热器低温侧输入端，从所述截止阀(19)流出所述换热器低温侧输出端。7.根据权利要求6所述的集热效率测试平台，其特征在于：当工质为水时，工质通过所述截止阀(8)和稳压阀(1)进入所述闪蒸罐，闪蒸的蒸汽通过所述稳压阀(2)排出系统，饱和水通过所述循环泵(2)泵入工质储罐；闪蒸罐用来验证集热回路在产生蒸汽时系统的稳定及可靠性；闪蒸罐，设置有温度测点(4)、压力测点(4)和液位测点(2)；还包括第九接口至第十三接口；其中，第九接口与安全阀(2)连接；安全阀(2)的另一端连接大气；第十接口依次连接稳压阀(2)和消音器；第十一接口依次通过稳压阀(1)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：栾海峰，邵帅，孔祥飞，牛耕文，夏柳，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：