太陽能天然發電廠
當談到太陽能發電時,最先想到的往往是光伏系統。然而,高溫太陽能熱能作為令人關注的替代能源,正變得越來越受歡迎。在太陽能熱電裝置中,集熱器系統會匯聚陽光並將其採集至一個吸收管上。這些發電裝置往往不適用於在北歐離網安裝,而常以完整的發電裝置形式安裝在合適的邊界地區,因為只有直接輻射的陽光才能有效地匯聚。系統往往安裝在陽光直射充足的地區,用太陽能熱電裝置實現了在沙漠中發電,並將電能透過HVDC(高壓直流輸電)傳輸線路進行輸送,損失極小,甚至是傳輸到非常偏遠的使用者。
太陽能熱發電技術原理
在拋物槽式太陽能熱發電廠中,拋物面反射鏡能將太陽輻射匯聚到吸收管內,也就是位於反射鏡焦點處的接收器。熱傳導液如導熱油或熔鹽會穿過接收器。
接收器串聯在一起並將熱傳導液引至系統裝置集熱器的蒸汽輪機。裝置中附加的集熱器可以補償太陽輻射的上下波動,同時還能保證夜間執行。一個帶集熱器的太陽能熱電裝置,可以使能源生產適應能耗和/或電網負荷。這種方式獲取的熱量經過熱交換器引出,用於蒸汽輪機發電。
拋物槽技術已經過多年的測試和認可,其高效率、高可靠性以及相對較低的發電成本使之在市場中脫穎而出。
對真空度的要求
要對管道進行有效隔離保溫,必須阻止對流產生的熱傳導。當空氣作為傳熱介質被抽空時,熱量損失不是來自對流,而是來自相對而言熱量傳輸少得多的輻射。從物理角度來看,10-3 mbar 以下的真空度狀態能保證最佳隔熱效應。因此,接收器在整個使用期間,必須維持在指定的壓力水平。此外,必須儘可能地控制密封材料滲透及牆壁解吸或洩漏造成的氣體進入。
單從技術上很難完全實現物理氣密性。因此需要弄清楚的是,滲透率最高能達到多少,接收器傳遞狀態中的壓力必須低於保證值多少範圍,從而能夠在指定時間段內承受增壓的情況。
最大允許漏率QL要求源於接收器設計的使用壽命、中空玻璃管內的最大允許增壓[mbar]以及可利用體積:
但同時,能否達到合理的極限真空取決於接收器的幾何結構,及從技術真空角度來說,非常狹窄的抽空用的泵出口連線管徑的流阻。
高真空環境下的分子流狀態延長了達到低壓所需的抽氣時間。接收器內達到的壓力實際上可以對理論上獲得的壓力以及適合生產的允許週期進行補償。由於漏率和極限真空的限制,有必要使用吸氣劑材料,從而進一步限制氣體的脫附並保持高真空狀態。但從生產到使用結束,需始終維持接收器的隔離真空仍然是一個挑戰。透過氦檢漏儀可以檢測出該氣密性是否達到要求。
氦氣應用原理
氦氣是一種惰性氣體,這意味著它不會與其他物質發生反應。檢測結果明確,並可以進行復制。另外氦氣也是一種無毒、非爆炸性氣體,成本明確。它不影響操作人員的健康,作為天然空氣的組成成分,它也不汙染環境。
氦氣分子量低,因此它可以穿過非常細小的裂縫,又因為速度快,可以很快檢測出來。
質譜分析法是一種選擇性的高靈敏度分析法。
測量方法
氦氣是天然空氣的一種組成成分,自然濃度為5 ppm。在高精度測量中,必須先排空檢測件內空氣中的殘餘氦氣,以產生極低的本底訊號。為了能精確檢測出最大允許漏率,必須確保本底訊號至少低於規定氣密值5個點。
根據現今的質量標準,工業生產要求100%的漏率檢測,在工業實踐中,已有多種不同的漏率測定方法:
在工業實踐中已有多種不同的漏率測定方法:
範圍在10-6 mbar I/s以下的漏率只有氦檢漏儀才能精確測量到
氦分子由質譜儀進行檢測,同時針對該應用而特別設計的一款渦輪分子泵,被用來對質譜儀進行排空。因此當壓力範圍已低於1mbar 時,在精檢模式下能高精度地檢測到測試氣體。
整體/區域性檢漏
接收器的氣密性必須整體測定。在檢測所有潛在漏點時,提供待檢接收器執行的可靠證據顯得至關重要。出於返修考慮,在定位滲透點時可以區域性使用檢漏儀。
檢測方向應始終符合未來的使用需求。對於接收器來說,這是指大氣壓和玻璃管內抽空空間的壓差。
接收器管道的缺點在於管道兩端的玻璃金屬接頭。在整體檢漏中,管道末端處使用了一個轉接器來建立一個腔室,當中充滿規定濃度的氦氣。轉接器必須是全自動應用於工業流程的,並且被用於指定的氦檢氣體應用中。由於該過程對壓力和濃度都進行了規定,漏率檢測必須符合相應標準。
接受器管子檢測系統技術實施的難點在於適應基於生產的檢測的週期時間,以及從真空角度上看的測試物件的複雜幾何結構,以及對泵系統和測試條件的適應。此外,還必須考慮接收器材料檢漏效果的靈敏度以及由於開關閥等引起的死區容積。
總結
在生產過程中進行接收器氣密性檢查是一項巨大的挑戰。在將工業檢漏系統整合到現代化生產線的設計規劃中,只有全自動系統才能達到工藝一致性和可靠性要求。為達到高質量要求並獲得有複驗性的結果,諾益科技認為必須考慮到複雜的物理引數。諾益科技提供專業定製的氦檢真空解決方案,並提供完整的真空檢漏技術支援。