抛物面槽式太阳能集热器球形接头测试系统的研制与应用

董军; 汤建方; 臧春城; 徐立; 王志峰

doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.23071

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抛物面槽式太阳能集热器球形接头测试系统的研制与应用

新能源 | 更新时间：2025-06-15

- 抛物面槽式太阳能集热器球形接头测试系统的研制与应用
- Development and Application of Test System for Ball Joints of Parabolic Trough Solar Collector
- 发电技术 2024年45卷第2期页码：291-298
- 作者机构：
  
  1.中广核太阳能开发有限公司，北京市西城区 100048
  2.中国科学院电工研究所，北京市海淀区 100190
  3.中国科学院大学，北京市海淀区 100049
  4.北京市太阳能热发电工程技术研究中心，北京市海淀区 100190
- 作者简介：
  
  [ "董军(1973)，男，硕士，高级工程师，主要研究方向为太阳能热发电技术，dong_jun@gnpc.com.cn；" ]
  [ "臧春城(1972)，女，博士，副研究员，主要从事太阳能热发电聚光技术和热发电系统关键部件设计及力学研究，本文通信作者，zangchch@mail.iee.ac.cn。" ]
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划项目(2022YFE0129600)
- DOI：10.12096/j.2096-4528.pgt.23071
  中图分类号： TK 513.1
- 收稿日期：2023-06-30，
  
  纸质出版日期：2024-04-30
- 稿件说明：
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董军,汤建方,臧春城等.抛物面槽式太阳能集热器球形接头测试系统的研制与应用[J].发电技术,2024,45(02):291-298.

DONG Jun,TANG Jianfang,ZANG Chuncheng,et al.Development and Application of Test System for Ball Joints of Parabolic Trough Solar Collector[J].Power Generation Technology,2024,45(02):291-298.
董军,汤建方,臧春城等.抛物面槽式太阳能集热器球形接头测试系统的研制与应用[J].发电技术,2024,45(02):291-298. DOI： 10.12096/j.2096-4528.pgt.23071.

DONG Jun,TANG Jianfang,ZANG Chuncheng,et al.Development and Application of Test System for Ball Joints of Parabolic Trough Solar Collector[J].Power Generation Technology,2024,45(02):291-298. DOI： 10.12096/j.2096-4528.pgt.23071.

摘要

球形接头是抛物面槽式太阳能集热器的关键部件，针对球形接头易发生运转卡涩和导热油泄漏问题，研制了一套球形接头性能测试系统。该测试系统可以实现球形接头在旋转、摆转或旋摆联动模式下，以及在导热油温度达393 ℃和压力达4.1 MPa工况条件下的加速寿命测试。以导热油为传热流体，开展了球形接头在导热油温度为393 ℃和压力为2.3 MPa工况条件，以及温度、压力变化条件下的性能测试研究，分析了球形接头在模拟12年寿命期的扭矩特性和密封性能，验证了该测试系统运行的稳定性和可靠性，并且关键技术参数的控制精度和测量精度满足使用要求，为球形接头的性能评价提供了技术支撑。

Abstract

The ball joint is a key component of a parabolic trough solar collector. To address the problems of operation sticking and heat conduction oil leakage in ball joints

a performance test system was developed. The system can perform accelerated life tests of ball joints in rotational

angular

or rotational-angular motion

and at temperature up to 393 ℃ and pressure up to 4.1 MPa. Using thermal conductivity oil as heat transfer fluid

performance tests of the ball joints were conducted under working conditions of 393 ℃ and 2.3 MPa

as well as under varying temperature and pressure conditions. The torque characteristics and sealing performance of the ball joint over a simulated 12-year lifespan were analyzed. Furthermore

the stability and reliability of the test system were verified through the test process

and the control and measurement accuracy of key technical parameters met the operational requirements. This test system provides technical support for the performance assessment of ball joints.

关键词

Keywords

references

王志峰，何雅玲，康重庆，等．明确太阳能热发电战略定位促进技术发展 [J ] ．华电技术， 2021 ， 43 ( 11 )： 1 - 4 ．

WANG Z F ， HE Y L ， KANG C Q ， et al ． Strategic positioning of solar thermal power generation to promote technological progress [J ] ． Huadian Technology ， 2021 ， 43 ( 11 )： 1 - 4 ．

黄畅，颜逸贤，白尧，等．促进风电消纳的太阳能-燃煤热电联产系统性能研究 [J ] ．中国电力， 2022 ， 55 ( 5 )： 182 - 188 ．

HUANG C ， YAN Y X ， BAI Y ， et al ． Performance analysis of solar-coal cogeneration system for wind power consumption [J ] ． Electric Power ， 2022 ， 55 ( 5 )： 182 - 188 ．

吴昊文，张乐平，张维，等．高比例太阳能接入配电终端微电网调峰方法研究 [J ] ．电网与清洁能源， 2023 ， 39 ( 2 )： 122 - 127 ． doi: 10.3969/j.issn.1674-3814.2023.02.016 http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1674-3814.2023.02.016

WU H W ， ZHANG L P ， ZHANG W ， et al ． A study on peak load regulating methods of high proportion solar energy connected to distribution terminal microgrid [J ] ． Power System and Clean Energy ， 2023 ， 39 ( 2 )： 122 - 127 ． doi: 10.3969/j.issn.1674-3814.2023.02.016 http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1674-3814.2023.02.016

梁政，魏震波，孙舟倍，等．光热发电商参与下的电力现货市场均衡分析 [J ] ．电力建设， 2022 ， 43 ( 1 )： 122 - 131 ． doi: 10.12204/j.issn.1000-7229.2022.01.014 http://dx.doi.org/10.12204/j.issn.1000-7229.2022.01.014

LIANG Z ， WEI Z B ， SUN Z B ， et al ． Analysis of the equilibrium of electricity spot market with the participation of CSP [J ] ． Electric Power Construction ， 2022 ， 43 ( 1 )： 122 - 131 ． doi: 10.12204/j.issn.1000-7229.2022.01.014 http://dx.doi.org/10.12204/j.issn.1000-7229.2022.01.014

王湘艳，陈宁，王维洲，等．计及置信容量的光热电站储热容量优化配置 [J ] ．电力工程技术， 2022 ， 41 ( 5 )： 103 - 109 ． doi: 10.12158/j.2096-3203.2022.05.012 http://dx.doi.org/10.12158/j.2096-3203.2022.05.012

WANG X Y ， CHEN N ， WANG W Z ， et al ． Optimal design for thermal energy storage capacity of CSP considering credible capacity [J ] ． Electric Power Engineering Technology ， 2022 ， 41 ( 5 )： 103 - 109 ． doi: 10.12158/j.2096-3203.2022.05.012 http://dx.doi.org/10.12158/j.2096-3203.2022.05.012

徐立，孙飞虎，李钧，等．抛物面槽式太阳能集热器热损失因素研究 [J ] ．发电技术， 2023 ， 44 ( 2 )： 229 - 234 ． doi: 10.12096/j.2096-4528.pgt.21070 http://dx.doi.org/10.12096/j.2096-4528.pgt.21070

XU L ， SUN F H ， LI J ， et al ． Study on heat loss factors of parabolic trough solar collectors [J ] ． Power Generation Technology ， 2023 ， 44 ( 2 )： 229 - 234 ． doi: 10.12096/j.2096-4528.pgt.21070 http://dx.doi.org/10.12096/j.2096-4528.pgt.21070

林达，顾丹青，周宇昊，等．太阳能有机朗肯循环系统技术经济性分析 [J ] ．浙江电力， 2022 ， 41 ( 4 )： 14 - 19 ．

LIN D ， GU D Q ， ZHOU Y H ， et al ． Thermo-economic analysis of solar organic Rankine cycle system [J ] ． Zhejiang Electric Power ， 2022 ， 41 ( 4 )： 14 - 19 ．

卢乃兵，刘万军，尹航．高原地区槽式光热电站导热油泄漏监测装置应用研究 [J ] ．内蒙古电力技术， 2022 ， 40 ( 6 )： 13 - 16 ．

LU N B ， LIU W J ， YIN H ． Research on application of thermal conductive oil leakage monitoring device in trough photothermal power station in plateau area [J ] ． Inner Mongolia Electric Power ， 2022 ， 40 ( 6 )： 13 - 16 ．

丁路，肖欣悦，奚正稳，等．塔式太阳能吸热器不同方位高空风速模拟计算及影响分析 [J ] ．发电技术， 2021 ， 42 ( 6 )： 707 - 714 ． doi: 10.12096/j.2096-4528.pgt.21026 http://dx.doi.org/10.12096/j.2096-4528.pgt.21026

DING L ， XIAO X Y ， XI Z W ， et al ． Simulation calculation and influence analysis of high altitude wind speed in different directions of tower solar energy receiver [J ] ． Power Generation Technology ， 2021 ， 42 ( 6 )： 707 - 714 ． doi: 10.12096/j.2096-4528.pgt.21026 http://dx.doi.org/10.12096/j.2096-4528.pgt.21026

王志峰．太阳能热发电站设计 [M ] ． 2版．北京：化学工业出版社， 2019 ： 10 - 16 ． doi: 10.1016/b978-0-12-815613-1.00003-1 http://dx.doi.org/10.1016/b978-0-12-815613-1.00003-1

WANG Z F ． Design of solar thermal power plants [M ] ． 2nd ed ． Beijing ： Chemical Industry Press ， 2019 ： 10 - 16 ． doi: 10.1016/b978-0-12-815613-1.00003-1 http://dx.doi.org/10.1016/b978-0-12-815613-1.00003-1

KRISHNA Y ， FAIZAL M ， SAIDUR R ， et al ． State-of-the-art heat transfer fluids for parabolic trough collector [J ] ． International Journal of Heat and Mass Transfer ， 2020 ， 152 ： 119541 ． doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.119541 http://dx.doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.119541

PAL R K ， KUMAR K R ． Investigations of thermo-hydrodynamics，structural stability，and thermal energy storage for direct steam generation in parabolic trough solar collector：a comprehensive review [J ] ． Journal of Cleaner Production ， 2021 ， 311 ： 1 - 30 ． doi: 10.1016/j.jclepro.2021.127550 http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.127550

徐立，孙飞虎，李钧，等．流量对抛物面槽式太阳能集热器传热特性影响的实验分析 [J ] ．发电技术， 2021 ， 42 ( 6 )： 665 - 672 ． doi: 10.12096/j.2096-4528.pgt.21072 http://dx.doi.org/10.12096/j.2096-4528.pgt.21072

XU L ， SUN F H ， LI J ， et al ． Experimental analysis of the influence of flow rate on heat transfer characteristics of parabolic trough solar collector [J ] ． Power Generation Technology ， 2021 ， 42 ( 6 )： 665 - 672 ． doi: 10.12096/j.2096-4528.pgt.21072 http://dx.doi.org/10.12096/j.2096-4528.pgt.21072

程兴利．槽式太阳能热发电站中太阳岛的集热器回路的压力试验分析 [J ] ．太阳能， 2022 ( 1 )： 72 - 76 ．

CHENG X L ． Pressure test analysis of collector loops of solar island in trough solar thermal power station [J ] ． Solar Energy ， 2022 ( 1 )： 72 - 76 ．

陈晨，赵雄，于延兴，等．槽式太阳能集热器跟踪系统故障分析 [J ] ．电力安全技术， 2022 ， 24 ( 1 )： 18 - 19 ． doi: 10.3969/j.issn.1008-6226.2022.01.007 http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1008-6226.2022.01.007

CHEN C ， ZHAO X ， YU Y X ， et al ． Analysis on a fault of trough solar collector tracking system [J ] ． Electric Safety Technology ， 2022 ， 24 ( 1 )： 18 - 19 ． doi: 10.3969/j.issn.1008-6226.2022.01.007 http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1008-6226.2022.01.007

张磊，刘雪莲，王静，等．槽式太阳能集热管寿命评价分析 [J ] ．太阳能， 2018 ( 10 )： 52 - 54 ． doi: 10.3969/j.issn.1003-0417.2018.10.013 http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1003-0417.2018.10.013

ZHANG L ， LIU X L ， WANG J ， et al ． Analysis on trough type solar collector tube life assessment [J ] ． Solar Energy ， 2018 ( 10 )： 52 - 54 ． doi: 10.3969/j.issn.1003-0417.2018.10.013 http://dx.doi.org/10.3969/j.issn.1003-0417.2018.10.013

皮骏，蒲芋树，刘光才，等．内置扰流柱列太阳能集热管的换热分析 [J ] ．太阳能学报， 2020 ， 41 ( 9 )： 227 - 232 ．

PI J ， PU Y S ， LIU G C ， et al ． Heat transfer analysis of internally pin-finned solar parabolic trough collector [J ] ． Acta Energiae Solaris Sinica ， 2020 ， 41 ( 9 )： 227 - 232 ．

KHANNA S ， NEWAR S ， SHARMA V ， et al ． Deformation of receiver in solar parabolic trough collector due to non uniform temperature and solar flux distribution and use of bimetallic absorber tube with multiple supports [J ] ． Energy ， 2018 ， 165 ： 1078 - 1088 ． doi: 10.1016/j.energy.2018.09.145 http://dx.doi.org/10.1016/j.energy.2018.09.145

王立，张智，施瑶璐，等．基于数值仿真的抛物槽式太阳能集热器研究进展 [J ] ．发电技术， 2021 ， 42 ( 6 )： 643 - 652 ． doi: 10.12096/j.2096-4528.pgt.21061 http://dx.doi.org/10.12096/j.2096-4528.pgt.21061

WANG L ， ZHANG Z ， SHI Y L ， et al ． Research progress of parabolic trough solar collector based on numerical simulation [J ] ． Power Generation Technology ， 2021 ， 42 ( 6 )： 643 - 652 ． doi: 10.12096/j.2096-4528.pgt.21061 http://dx.doi.org/10.12096/j.2096-4528.pgt.21061

HYSPAN C ． Summary test report ball joint life cycle test solar plant installations [EB/OL ] ． https://www.hyspan.com/pdfs/Summary_Test_Report_4_2_2.pdf https://www.hyspan.com/pdfs/Summary_Test_Report_4_2_2.pdf ．

LEON J ， CLAVERO J ， VALENZUELA L ， et al ． Test loop for inter-connections of parabolic trough collectors [J ] ． AIP Conference Proceedings ， 2018 ， 2033 ( 1 )： 030008 ． doi: 10.1063/1.5067024 http://dx.doi.org/10.1063/1.5067024

MUÑOZ-ANTON J ， BIENCINTO M ， ZARZA E ， et al ． Theoretical basis and experimental facility for parabolic trough collectors at high temperature using gas as heat transfer fluid [J ] ． Applied Energy ， 2014 ， 135 ： 373 - 381 ． doi: 10.1016/j.apenergy.2014.08.099 http://dx.doi.org/10.1016/j.apenergy.2014.08.099

高启宽，王自发，高勇，等．槽式太阳能光热发电热工自动装置PID参数整定分析及对策 [J ] ．中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术， 2021 ( 12 )： 307 - 308 ．

GAO Q K ， WANG Z F ， GAO Y ， et al ． PID parameter setting analysis and countermeasure of automatic thermal equipment for parabolic trough solar thermal power [J ] ． Chinese Science and Technology Periodical Database (Abstract Version) Engineering Technology ， 2021 ( 12 )： 307 - 308 ．

生态环境部，国家市场监督管理总局．挥发性有机物无组织排放控制标准： GB 37822—2019 [S ] ．北京：中国环境出版集团， 2019 ．

Ministry of Ecology and Environment of the People’s Republic of China ， State Administration for Market Regulation ． Standard for fugitive emission of volatile organic compounds ： GB 37822—2019 [S ] ． Beijing ： China Environmental Science Press ， 2019 ．

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