(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211017166.5 (22)申请日 2022.08.23 (71)申请人 中国船舶重 工集团新能源 有限责任 公司 地址 851400 西藏自治区拉萨市 拉萨经济 技术开发区扎西路西藏人力资源管理 有限责任公司95号工位 申请人 中国船舶集团有限公司 (72)发明人 邵帅　童欢　牛耕文　黄安然　 (74)专利代理 机构 北京知汇林知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11794 专利代理师 王俊杰 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) F24S 10/40(2018.01)G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种真空集热 管热损失确定方法 (57)摘要 本申请涉及一种真空集热管热损失确定方 法， 包括： 获取真空集热管的几何参数和环境参 数； 根据真空集热管的几何参数和环 境参数建立 真空集热管热量传递模型； 根据真空集热管的几 何参数的数值、 环境参数的数值和真 空集热管热 量传递模型确定玻璃管外表面的温度； 根据玻璃 管外表面的温度确定集热管支撑导热散热、 玻璃 管与周围环境的对流散热以及玻璃管与天空的 热辐射散热； 根据集热管支撑导热散热、 玻璃管 与周围环境的对流散热以及玻璃管与天空的热 辐射散热确定真 空集热管热损失。 本申请确定真 空集热管热损失过程中不仅考虑了真空集热管 的几何参数、 环境参数而且考虑了集热管支撑的 导热散热， 提升了真空集热管热损失确定的准确 率， 并且通过和真空集热管的散热试验结果进行 对比， 验证 了该方法的有效性和准确性。 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 CN 115438472 A 2022.12.06 CN 115438472 A 1.一种真空集热管热损失确定方法， 应用于光热电站槽式集热器中， 其特征在于， 包 括： 获取真空集热 管的几何参数和真空集热 管的环境 参数； 根据所述真空集热管的几何参数和所述真空集热管的环境参数建立真空集热管热量 传递模型； 根据真空集热管的几何参数的数值、 真空集热管的环境参数的数值和所述真空集热管 热量传递模型确定玻璃管外表面的第一温度； 根据所述玻璃管外表面的第 一温度确定集热管支撑导热散热、 玻璃管与周围环境的对 流散热以及玻璃管与天空的热辐射散热； 根据所述集热管支撑导热散热、 所述玻璃管与周围环境的对流散热以及所述玻璃管与 天空的热辐射散热确定真空集热 管热损失。 2.根据权利要求1所述的一种真空集热 管热损失确定方法， 其特 征在于， 所述真空集热管的几何参数至少包括： 真空集热管的长度、 吸热管外径、 吸热管内径、 玻璃管外径和玻璃管内径； 所述真空集热管的环境参数至少包括： 吸热管内表面温度、 吸热管外表面温度、 传热流 体的平均温度、 玻璃管内表面 温度、 玻璃管外表面 温度、 周围环境温度、 天空有效温度、 吸热 管发射率、 玻璃管内表面的发射 率和玻璃管外表面的发射 率。 3.根据权利要求1所述的一种真空集热 管热损失确定方法， 其特 征在于， 所述真空集热管热量传递模型至少包括： 导热流体与吸热管内表面的对流换热模型、 吸热管内表面与外表面的导热模型、 吸热管外表 面与玻璃管内表面的对流传热和辐射换热 模型、 玻璃管内表面与玻璃管外表面之间的导热模型、 玻璃管外表面与周围环境的对流换 热和辐射换热模型。 4.根据权利要求1所述的一种真空集热 管热损失确定方法， 其特 征在于， 所述根据 所述集热管支撑导热散热、 所述玻璃管与周围环境的对流散热以及所述玻璃 管与天空的热辐 射散热确定真空集热管热损失包括： 对所述集热管支撑导热散热、 所述玻 璃管与周围环境的对流散热以及所述玻璃管与天空的热辐 射散热进行求和确定真空集热 管热损失。 5.根据权利要求1所述的一种真空集热管热损失确定方法， 其特征在于， 所述根据 所述 集热管的几何参数和所述环境 参数建立真空集热 管热量传递模型包括： 根据吸热管的内径、 传热流体的平均温度和吸热管内表面的温度建立导热流体与吸热 管内表面的对流换 热模型； 根据吸热管内表面温度、 吸热管外表面温度、 吸热管内径和吸热管外径建立吸热管内 表面与外表面的导热模型； 根据吸热管外径、 玻璃管内径、 吸热管外表面温度、 玻璃管内表面温度建立吸热管外表 面与玻璃管内表面的对流传热模型； 根据吸热管外径、 玻璃管内径、 吸热管外表面温度、 玻璃管内表面温度、 吸热管发射率、 玻璃管内表面的发射 率建立吸热 管外表面与玻璃管内表面的辐射换 热模型； 根据玻璃管内表面温度、 玻璃管外表面温度、 玻璃管内径和玻璃管外径建立玻璃管内 表面与玻璃管外表面之间的导热模型；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115438472 A 2根据玻璃管外表面的温度、 周围环境温度、 玻璃管外径建立玻璃管外表面与周围环境 的对流换 热模型； 根据玻璃管外径、 玻璃管外表面温度、 天空有效温度、 玻璃管外表面的发射率建立玻璃 管外表面与周围环境的辐射换 热模型。 6.根据权利要求5所述的一种真空集热管热损失确定方法， 其特征在于， 所述吸热管外 表面与玻璃管内表面的辐射换 热模型表示 为： 其中， σ 表示Stefan ‑Boltzmann常数(W/m2 ‑K4)； D3表示吸热管的外经； D4表示玻璃管内 表面直径； T3表示吸热管外表面温度； T4表示玻璃管内表面温度； ε3表示吸热管外表面的发 射率； ε4表示玻璃管内表面的发射率； 为吸热管外表面与玻璃管内表面单位长度之间 的对流换 热功率。 7.根据权利要求5所述的一种真空集热管热损失确定方法， 其特征在于， 所述吸热管内 表面与外表面的导热模型表示 为： 其中， k23表示(T2+T3)/2温度下金属吸热管的导热系数； T2表示吸热管内表面温度； T3表 示吸热管外表面温度； D2表示吸热管内径； D3表示吸热管外径； 表示单位长度吸热管 内表面与外表面之间的导热功率。 8.根据权利要求1所述的一种真空集热管热损失确定方法， 其特征在于， 根据集热管的 几何参数 的数值、 环境参数 的数值、 真空集热管热量传递模型确定玻璃管外表面的温度是 通过迭代法确定的。 9.根据权利要求1所述的一种真空集热管热损失确定方法， 其特征在于， 根据 所述玻璃 管外表面的温度确定集热管支撑的导热散热， 其是通过集热管支撑的导热传热量 公式确定 的； 根据所述玻璃管外表面的温度确定玻璃管与周围环境的对流散热是根据玻璃管外表 面与周围环境的对流换 热模型确定的； 根据所述玻璃管外表面的温度确定玻璃管与天空的热辐射散热是根据玻璃管外表面 与周围环境的辐射换 热模型确定的。 10.根据权利要求7所述的一种真空集热管热损失确定方法， 其特征在于， 所述导热传 热量公式为： 其中， 表示集热管支撑的平均对流换热系数； Pb表示集热管支撑周长； kb表示导热系 数； Acs,b表示集热管支撑最小横截面积； Tbase表示集热管支撑基座温度； T6表示周围环境温 度； LHCE表示集热管长度； 为单位长度的集热 管通过集热 管支撑的散热功率。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115438472 A 3