[发明专利]用于太阳能接收器的热-机械监测的系统和方法

摘要

一种聚光太阳能发电设施，其中每个接收器面板包括用于运输传热流体的多个热交换器管，这些管部分暴露在接收器的外表面上并且包括热‑机械监测系统，以确保操作中的太阳能接收器面板管的完整性，热‑机械监测系统包括数据处理系统，用于依据由成像设备提供的温度分别计算和/或供给每个热交换器管中的最高温度、温度分布和/或吸收功率分布以及分派给每个热交换器管的理论机械应变，以便控制位于太阳能接收器上的区域的操作点是否在定义了预定义的温度和应变阈值的2D空间理论应变/Tmax的操作包络内，并且以便在包络之外的时候在超出预定义的温度和应变阈值的情况下发出警报，并且进一步要求定日镜辐射在区域上散焦。

主权项

1.一种聚光太阳能发电CSP设施，其包括多个定日镜或定日镜场；位于中心塔(1)顶部并具有用接收器面板(30)覆盖的外表面的基本上圆柱形的太阳能接收器(3)，优选地为熔融盐太阳能接收器MSSR；以及与所述太阳能接收器(3)相邻的热屏蔽件(2)，所述定日镜将太阳能反射到所述接收器(3)的所述外表面，每个接收器面板(30)包括用于运输传热流体的多个热交换器管(6)，所述多个热交换器管(6)部分地暴露在所述接收器的所述外表面上并且包括热‑机械监测系统，以确保操作中的太阳能接收器面板管的完整性，所述热‑机械监测系统至少包括：‑多个热成像设备(7，7A，7B等)，其位于地面上并且各自安装在固定和定向设备(8)上，用于测量由所述接收器(3)的所述外表面发射的红外辐射并提供取决于所述外表面的区域中的面板温度的信号；‑对于每个热成像设备(7，7A，7B等)，感兴趣的参考区域RAOI(12)位于与其热成像设备(7，7A，7B等)相对布置的热屏蔽件(2)上，并且包含用于测量与所述RAOI(12)对应的参考温度的一个或多个温度传感器(13)；‑一个或多个流量计(22)，用于测量所述热交换器管(6)中的传热流体的流量率，以及分别布置在所述交换器管(6)的入口和出口处的温度传感器(23)，由所述流量计(22)和所述温度传感器(23)提供的测量结果旨在计算由所述接收器中的所述传热流体吸收的能量平衡以及由所述交换器管(6)经受的机械应变；‑数据处理系统，用于依据由所述成像设备(7，7A，7B等)提供的温度、考虑到所述RAOI的所述参考温度和所述传热流体在所述管(6)的所述入口和所述出口处的温度分别计算和/或供给每个热交换器管(6)中的最高温度、温度分布和/或吸收功率分布以及分派给每个热交换器管(6)的理论机械应变，以便控制位于所述太阳能接收器(3)上的区域的操作点是否在定义了预定义的温度和应变阈值的2D空间理论应变/Tmax的操作包络(16)内，并且以便在超出所述预定义的温度和应变阈值，同时在所述包络(16)之外的情况下发出警报，并且进一步要求定日镜辐射在所述区域上散焦。