2016年5月26日，中国电力报第624期刊登了有关北京天瑞星光热技术有限  

                                                             公司的技术文章，详细报道如下：

 

                                                                    据IEA 预测，2050年我国光热发电装机有望达到 11.8万千瓦，届时我国光热

                                                             发电市场巨大。事实上，当前我国已经有约0.1万千瓦的光热发电示范项目落

                                                             地。“光热发电腾飞在即，我们又该怎样做好光热电站，抓住市场机遇？”北京天

                                                             瑞星光热技术有限公司（简称“天瑞星”）副总经理崔孟龙表示，关键还在于成熟

                                                             的技术和产品的突破。拿光热集热管来说，作为光热电站的核心装备，其性

                                                             能、指标、寿命和质量都直接影响着光热电站的运营，其产品和技术的可靠性

                                                             对光热发电来说至关重要。

 

                                                                    集热管成本越来越低

 

                                                                    当前，光热发电主要有碟式、槽式、塔式、菲涅尔式四种技术路线，从装机

                                                             量、运行时间、运行情况来看，槽式技术是其当前最成熟的技术。“在槽式电站

                                                             里，光场是最特殊的部分，而光场最核心的部件便是集热管。”崔孟龙介绍，一

                                                             般来说，业主和开发商最关心的是光热电站的成本，而集热管的采购成本占据

                                                             整个电站成本的10%左右。“从近几年的发展来看，集热管采购成本已经大大降

                                                             低。随着技术的不断创新和规模化效应推进，这个成本还会继续下降。”但他表

                                                             示，其实这一点不是特别重要的，因为业主、开发商更关心的是产品质量，关

                                                             心其到底能用多长时间。

                                                                     那么，应该如何提升集热管产品的质量？“从其应用环境来看，我国的光热

                                                             电站基本上是在西藏、青海、内蒙等寒冷地带。在这样的环境里，集热管一般

                                                             处在聚光较高的地方，根据采用导热材料的不同，它的运行可能会达到300~550

                                                             摄氏度，聚光处温度会更高。”崔孟龙指出，在聚光时，强烈的紫外线会对玻璃

                                                             的透过性产生影响，从而影响其整体功能的稳定性。他进一步解释说，光热面

                                                             积大会导致热损较高，而在极寒天气下，由冷到热启动时的冲击又对集热管的

                                                             真空保持造成了较大的挑战。此外，严重的风砂会划伤玻璃管外的增透膜，导

                                                             致玻璃透过率降低。“基于以上环境分析，我国光热电站的集热管除了保证吸收

                                                             率、发射率等指标以外，还要在其吸热涂层的稳定性、 真空保持的长期性、可

                                                             靠性以及增透涂层的耐候性方面取得突破。这样才有可能为电站服务更长时

                                                             间，并降低运营使用成本。”崔孟龙说。

 

                                                                    涂层、封接技术是关键

 

                                                                    具体又该通过什么样的技术来实现以上需求？“首先，应对高温老化的问题

                                                             需要从涂层技术入手。”崔孟龙介绍，选择性吸收膜层是把光转化成热的核心涂

                                                             层，关系着高强聚光的效果。当前普遍应用的金属加陶瓷涂层，在350摄氏度左

                                                             右的时候运行较好，但在高温的情况下其稳定性、光学吸收的性能就会变差，

                                                             长期使用的效果并不理想。“2005年我们开始转变这种设计，把金属和陶瓷结构

                                                             转化为陶瓷与陶瓷的结构，即形成双陶瓷涂层。这样，金属在陶瓷中扩散的几

                                                             率就变得非常小。”崔孟龙介绍，从近年不断研发和应用的效果来看，这种涂层

                                                             还是相当稳定的。此外，涂层技术还要考虑一个方面——风沙、紫外线会导致

                                                             集热管玻璃外管透过率衰减。对此，他认为需要实现高硬度、耐摩擦、抗耐紫

                                                             外线的涂层增透技术。据了解，目前天瑞星自主研发的一种长寿命增透涂层，

                                                             或许就为解决这类问题提供了一个有效的解决方案。

                                                                    如何实现热损降低，崔孟龙认为在采用了双陶瓷结构涂层的前提下，最重要

                                                             的就是保证集热管真空层的可靠性。“集热管内部是钢管和玻璃管，两者之间是

                                                             真空，两者之间封接的地方是薄弱的。”崔孟龙解释说，目前两者之间的封接技

                                                             术主要有匹配封接、非匹配封接和过渡封接三种方式，其中非匹配对接是比较

                                                             常用的。“但使用这种封接技术，由于两种材料的膨胀系数不同，封接处会产生

                                                             应力集中释放，导致真空破坏，热损变大。”崔孟龙说，要解决这个问题就要把

                                                             应力降低到最小。为此，他建议使用匹配封接技术，“因为只有玻璃和金属的热

                                                             膨胀系数相匹配，才会使得封接处更加适应温度变化，从而实现较高的可靠

                                                             性”。