GB/Z 45115-2024 太阳能光热发电站 直接与间接式主动显热储热系统特性

ICS27.160

CCSF12

中华人民共和国国家标准化指导性技术文件

GB/Z45115—2024/IECTS62862⁃2⁃1:2021

太阳能光热发电站直接与间接式

主动显热储热系统特性

Solarthermalelectricplants—Characterizationofactive，sensiblesystemsfor

directandindirectconfigurations

（IECTS62862⁃2⁃1：2021，Solarthermalelectricplants—

Part2⁃1：Thermalenergystoragesystems—Characterizationofactive，

sensiblesystemsfordirectandindirectconfigurations，IDT）

2024⁃12⁃31发布2025⁃07⁃01实施

国家市场监督管理总局

国家标准化管理委员会发布

订单号：0205250801863242防伪编号：2025-0801-0536-1550-3921购买单位:浙江可胜技术股份有限公司

浙江可胜技术股份有限公司专用

GB/Z45115—2024/IECTS62862⁃2⁃1:2021

目次

前言··························································································································Ⅲ

1范围·······················································································································1

2规范性引用文件········································································································1

3术语和定义··············································································································1

4符号和缩略语···········································································································1

5储热系统·················································································································2

6测量仪表和测量方法··································································································3

7试验要求·················································································································5

8储热系统特性···········································································································9

9试验验证···············································································································14

10试验报告··············································································································15

附录A（资料性）储热系统类型······················································································16

附录B（资料性）直接或间接式主动熔融盐储热系统主要构成说明·········································18

附录C（规范性）数据采集与处理方法·············································································23

附录D（资料性）储热系统制造商/供应商提供的文件·························································27

附录E（规范性）试验报告····························································································29

参考文献····················································································································31

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Ⅰ

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前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规

定起草。

本文件等同采用IECTS62862⁃2⁃1：2021《太阳能光热发电站第2⁃1部分：储热系统直接与间

接配置主动式显热储热系统特性》，文件类型由IEC的技术规范调整为我国的国家标准化指导性技术

文件。

本文件做了下列最小限度的编辑性改动：

——为与现有标准协调，将标准名称改为《太阳能光热发电站直接与间接式主动显热储热系统

特性》；

——将表1中符号“Q”修改为“q”；

——将表1中单位“Wh”修改为“MWh”；

——删除表2中缩略语“AMB”“E”“Q”“RTD”“T”“TES”；

——将表2中缩略语“IN”修改为“in”，“OUT”修改为“out”；

——将8.1.1中“应至少包括6.2所述的测点”修改为“应至少包括6.3所述的测点”；

——将8.1.2中“基于公式（1）~（11）”修改为“基于公式（1）~（16）”；

——将B.4中“公称直径5.08cm（2in）”用“DN50”表述；

——增加“GB/T150（所有部分）”和“GB/T151”作为参考文献。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国电力企业联合会提出。

本文件由全国太阳能光热发电标准化技术委员会（SAC/TC565）归口。

本文件起草单位：浙江可胜技术股份有限公司、中广核风电有限公司浙江可胜技术股份有限公司、中国大唐集团科技创新有限专用

公司、浙江高晟光热发电技术研究院有限公司、中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司、中国船舶

重工集团海装风电股份有限公司、常州龙腾光热科技股份有限公司、华北电力大学。

本文件主要起草人：丁业良、章颢缤、王伊娜、宓霄凌、黄其、尹航、唐宪友、王强、卢昀坤、孙玉军、

唐宏芬、陈洪胜、卢智恒、胡桥、徐超、周烨、孙峰、唐亚平、余志勇、翟融融、陈寒露、韩花丽、兰涌森、

郑建涛、徐海卫。

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Ⅲ

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太阳能光热发电站直接与间接式

主动显热储热系统特性

1范围

本文件规定了储热系统特性的要求和试验方法。

本文件给出了确定太阳能光热发电站直接与间接式主动显热储热系统的性能和功能特征的信息，

适用于采用流体储热介质的抛物面槽式、菲涅耳式、塔式太阳能光热发电站。

本文件包括储热系统充热和放热的检测过程和结果报告。本文件描述了试验性能要求和所需的

仪器，数据的采集、处理方法，结果及其不确定度的计算方法。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文

件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于

本文件。

GB/T16839.1—2018热电偶第1部分：电动势规范和允差（IEC60584⁃1：2013，IDT）

GB/T30121—2013工业铂热电阻及铂感温元件(IEC60751:2018,IDT)

GB/T40104—2021太阳能光热发电站术语（IECTS62862⁃1⁃1：2018，IDT)

ISO5725⁃3测量方法和测量结果的准确度（正确度与精密度）第3部分：标准测试方法精密度

的中间度量［Accuracy（truenessandprecision)ofmeasurementmethodsandresults—Part3：Intermediate

measuresoftheprecisionofastandardmeasurementmethod］

注：GB/T6379.3—2012测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第3部分：标准测量方法精密度的中间度

量（ISO5725⁃3：1994，IDT）

ISO5725⁃6测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第6部分：准确度值的实际应用［Ac⁃

curacy（truenessandprecision)ofmeasurementmethodsandresults—Part6：Useinpracticeofaccuracy

values］

注：GB/T6379.6—2009，测量方法与结果的准确度（正确度与精密度）第6部分：准确度值的实际应用（ISO5725⁃6：

1994，IDT）

3术语和定义

GB/T40104界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

ISO和IEC在下列网址维护用于标准化的术语数据库

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•IEC电子百科：http：///浙江可胜技术股份有限公司专用

•ISO在线浏览平台：http：///obp

4符号和缩略语

表1和表2中的符号、单位、下标、上标和缩略语适用于本文件。

1

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表1符号和单位

名称符号单位备注

置信度%

包含因子FC无量纲

临界范围系数f(n)无量纲

能量EJ或MWh

质量流量ṁkg/s

性能指标η%

功率PW

储热容量φJ或MWh

储热深度%

温度T℃或K

时间ts

不确定度s为不确定度所指变量的单位

速度vm/s

体积流量V̇或qm3/s

表2上标、下标和缩略语

标注含义

*瞬时值

C充热

D放热

DCS分散式控制系统

i,j,k数值编号

in入口

out出口

M,N记录数据或代表性数据的数量

Q流量计数量

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5储热系统浙江可胜技术股份有限公司专用

5.1储热系统分类

储热系统根据不同的规则可分为以下类别：

a）按储热模式分为显热储热系统、潜热储热系统、化学反应储热系统和混合式储热系统；

b）按储热介质的循环方式分为主动储热系统和被动储热系统；

2

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c）按系统结构分为直接储热系统和间接储热系统。

详细分类信息参见附录A。

5.2本文件涵盖的储热系统

本文件涵盖了采用“熔融盐”1)作为储热介质的直接与间接式主动显热双罐储热系统。本文件中

“熔融盐”应等同于“太阳盐”。直接储热系统中，熔融盐同时用作传热流体。

5.3储热系统边界

本文件涵盖的不同储热系统的边界如下。

a）间接式储热系统边界：

1）传热流体⁃熔融盐换热器的传热流体入口侧；

2）传热流体⁃熔融盐换热器的传热流体出口侧。

b）直接式储热系统边界：

1）储热系统的入口侧边界为冷盐罐的入口和热盐罐的入口；

2）储热系统的出口侧边界为当储热系统放热时，传热流体冷罐出口和热罐出口。

相关系统边界图参见7.4。

5.4储热系统构成

储热系统由储热介质、储罐、管道、换热器（间接储热系统）、电气系统、控制系统、安全系统、泵和阀

门、仪表（压力计、热电偶、流量计、液位计）等构成。

储热系统附属设备详细信息参见附录B。

储热系统附属设备制造商/供应商宜提供的文件参见附录D。

6测量仪表和测量方法

6.1一般要求

试验过程中，应按本章的测量方法进行测量并记录结果。

6.2流量测量

6.2.1在传热流体工作温度范围内，用于流量测量的流量计的B类不确定度宜小于1%。

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6.2.2安装流量计时，流量计上游和下游的直管段长度、传感器建议的朝向等不应影响设备正常运行。

6.2.3测量体积流量时，应采用计量单位为“m3/s”的流量计，并计算传热流体密度。温度传感器宜安

装在靠近流量计但又不妨碍流量计正常工作的位置。

6.2.4传热流体的瞬时体积流量的计量单位为“m3/s”，用V̇或q∗表示。

6.2.5流量测量时，储热系统的入口侧和出口侧应至少各安装一个独立的流量计，并符合制造商的最

低安装要求。

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6.2.6流量测量数据的处理方法应符合C.1的规定。

6.3温度测量

6.3.1传热流体温度

测量传热流体的瞬时温度时，测量位置距试验边界进口侧或出口侧的距离不应大于5m。当

1）关于“熔融盐”的描述参见附录B。

3

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无法满足该要求时，可在距离试验边界入口侧或出口侧最近的位置进行测量。传热流体温度可采用热

电偶或热电阻温度计等温度测量装置进行测量，传感器（传感元件）应完全浸没于被测流体中且耐腐蚀

或安装在套管内；对于安装在套管内的传感器，套管应完全浸没处于被测流体中且其内壁与传感器直

接接触。当测量点的连接长度较长时，宜进行数模转换。

数据采集系统的瞬时数据采集周期应小于1min。试验边界进口侧和出口侧应至少各安装三

个独立的传感器，瞬时数据序列数量应符合C.2的规定。

测量中的不确定度由测量传感器、延长电缆、补偿电缆以及数据采集系统设备产生。热电偶的

不确定度应达到GB/T16839.1—2018规定的1级，热电阻温度计的不确定度应达到GB/T30121—

2013规定的A级。

6.3.2壁温

监测的冷罐、热罐保温层的外表面温度，不应超过55℃。

储罐外表面的瞬时温度应在围绕储罐圆周的四个等距点，在至少两个不同的高度，进行连续

测量。

壁温测量时，较低处测点应位于储罐基础平台的上方1.5m处；较高处测点应位于储罐四分之

三高度。

壁温可采用热电偶或热电阻温度计等温度测量装置进行测量。

数据采集系统的瞬时数据采集周期应小于1h。

壁温测量的不确定度由测量传感器、延长电缆、补偿电缆以及数据采集系统设备产生，属于B

类不确定度，最大允许范围为±1.5℃。

6.4液位测量

6.4.1热罐中的储热流体的瞬时液位应进行连续测量。液位可采用任意的连续液位传感器进行测量，

连续液位传感器应与流体的流动和物理特性相匹配。浙江可胜技术股份有限公司专用

6.4.2基于标称值的最大偏差应由各相关方协商一致，并在试验程序文件中进行明确。数据采集系统

的瞬时数据采集周期应小于1min。热罐内应至少具有两个独立的传感器。

6.4.3液位测量的不确定度由测量传感器和设备产生，属于B类不确定度，最大允许范围为±0.1m。

6.5气象信号测量

6.5.1风速和风向

在试验期间应测量风速和风向，确定储热系统的总能量损失和热损失。风速应采用风速计测

量。测量时，风速计应置于距地面不小于10m的高度，且不受相邻元件干扰。传感器的不确定度不应

大于±0.5m/s。有多个风速计时，应将离储热系统最近的风速计的测量值作为有效测量值。

每个风速计均应通过采样周期为1s的测量数据来计算10min以内的平均风速。

风速和风向的测量数据应记入试验报告，且按试验程序文件中的规定进行处理。

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6.5.2环境温度

环境温度测量仅需在计算储热系统总能量损失和热损失的试验中进行。

数据采集系统记录的环境温度数据的B类不确定度最大允许范围应为±1℃。

环境温度应在靠近储热系统的位置进行测量，且传感器不受太阳直射等附近热源的影响。传

感器位置不应处于受附近设备导致的气体或蒸汽影响的热环境内。

环境温度测量数据应记入试验报告，并应按试验程序文件的规定进行处理。

4

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6.6数据采集

6.6.1所有测得的信号应进行以下处理：

a）由与电站DCS连接的计算机控制数据采集系统进行记录；

b）采用目视读数进行验证。

6.6.2在无法安装临时计算机控制数据采集系统等极端情况下，可将数据及其日期与时间手动记录在

相应的表格中。

6.6.3试验期间，除另有说明外，应符合以下规定：

a）计算机自动记录测量值的采样周期不大于30s；

b）流量测量的记录频率每小时不少于12次；环境温度测量和壁温测量的记录频率宜为每小时

1次；其他以手抄方式记录在数据表上的数据记录频率每小时不少于6次。

数据采集系统应按以下要求设计：

a）包含多台仪表输出；

b）同时采集所有必要的数据，采集数据的时间间隔不大于5s；

c）使用同时采集的数据进行任意必要计算；

d）存储数据和模拟结果。

6.6.4每次试运期间，应打印所有代表性运行条件的DCS的所有屏幕页，包括压力、温度、流量、功率、

运行状态显示页面，并纳入试验报告附录。

6.6.5临时试验仪表采集的数据应记录在专用的采集系统中。所有原始数据和处理后的数据均应可

获取。

7试验要求

7.1概述

浙江可胜技术股份有限公司专用

本章规定了储热系统特性试验的一般要求。

7.2试验程序

7.2.1一般要求

试验前，应编制一份关于试验计划的详细文件（试验程序），并交由各相关方批准。该文件应包括

准备和实施试验以及计算和提交试验结果的所有详细信息。试验程序文件应包括各相关方商定的必

选项和可选项。

7.2.2试验程序包括项目

试验程序文件应至少包括以下内容。

a）储热系统、操作模式、储罐充热和放热期间的标称传热流体参数、标称储热容量、标称冷罐温

度、标称热罐温度、储热时长、热力性能、完全充热和完全放热次数的相关描述。订单号：0205250801863242防伪编号：2025-0801-0536-1550-3921购买单位:浙江可胜技术股份有限公司

b）0%和100%储热深度的定义中所对应的热罐和冷罐的液位和温度。

c）储热系统边界，确定试验测点。

d）测量仪表和设备的详细清单，包括编码、校验、位置、数量、类型、不确定度和主要技术参数。

试验用仪表的规格应符合第6章规定。开始试验前，应核对、检查和调整所有必要测量设备，

包括安装在电厂中的永久性仪表和临时性仪表。

e）所列仪表的校验证书。

5

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f）传热流体和储热介质随工作温度变化的物性。

g）试验目的和试验时长。

h）现场基准试验条件的规定，包括环境温度、相对湿度、风速、海拔、大气压力等。基准试验条件

值与设计条件值相同，并可通过合理的修正曲线进行修正。

i）试验基本计划。试验条件不超过供应商规定的设备最大限值或电厂正常运行程序的最大

限制。

j）规定试验计划中各项值的最大允许偏差。

k）数据记录和处理符合第6章的规定。测量同一物理量所记录的数据出现差异时遵循的程序。

l）计算不同特征参数扩展不确定度的置信度和包含因子。

m）风速、风向和环境温度的测量数据处理。

n）试验结果评估方法。需验证的参数及其保证值或系统参考值以及比较标准（如适用）。

o）确定修正系数。当标称值与试验测量值存在偏差时，采用该修正系数进行修正。

7.2.3各相关方商定项目

各相关方均认可时，可从试验程序中省略以下部分内容。

a）电站运行方法参考，包括可能影响试验结果的主要设备和辅助设备的使用方法。

b）传热流体、储热介质和非太阳能供能的相关物质（如有）的取样、制备和分析方法，以及测量或

计算其特性的方法及频率说明。

c）传热流体、储热介质和非太阳能供能相关物质（如有）的实验室鉴定分析报告。

d）测量设备验证、试验及预备性试验人员培训等试验前准备工作说明。

e）试验开始和结束条件确认、操作方法、试验前后允许的调整以及数据采集情况等试验期间工

作详细说明。

f）数据采集系统出现故障且数据存在中断、缺失时，所商定的如何填补数据或不会影响最终结

果的无数据时间间隔等数据采用和剔除的标准。

g）数据分发程序。测量数据应存储在文件夹中，并可供各相关方使用。测量数据处理和计算应

在测量数据原存储文件夹以外的其他文件夹中进行，并应编写最终试验报告，给出明确的试

验结果。

h）确定保证值所用的仿真模型的具体基准及其说明。

i）确定储热系统部件性能劣化影响的程序。

j）测定储热系统总体热损失的试验。

k）文件中未说明的其他试验。

7.3试验定义

7.3.1一般要求

储热系统试验前，宜进行短期预备性试验，试验时长可为2ｈ。短期预备性试验可确认电厂是

订单号：0205250801863242防伪编号：2025-0801-0536-1550-3921购买单位:浙江可胜技术股份有限公司否具备开始试验的条件，测量设备和数据采集系统是否正常工作，测量结果的不确定度是否符合预期，

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以及工作表和模型是否给出了程序中所述的算法。

试验仪表应具备校准报告，且其工作条件应符合试验要求。试验后，宜对疑似故障的仪表进行

工作条件和校准报告的再次确认。

在进行7.3.2~7.3.6所述的试验时，还应监测储热系统的壁温和储热状态。

6

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7.3.2储热系统热效率试验

储热系统热效率试验是将储热系统从储热深度0%充热至储热深度100%，然后立即放热至储热

深度0%，并记录第6章所述的变量，确定储热系统的热性能。充放热期间，测量值应非常接近标称

值。与标称值相关的最大偏差应由各相关方在试验程序文件中协商确定。试验期间，除了确保储热系

统安全运行所需的情况，不应有任何外部提供的热能。

7.3.3储热系统储热容量试验

储热系统储热容量试验可将储热系统从储热深度100%完全放热，并记录第6章所述变量。在放

热过程中，测量值应非常接近标称值。与标称值相关的最大偏差应由各相关方在试验程序文件中协商

确定。试验期间，除了确保储热系统安全运行所需的情况，不应有任何外部提供的热能。

7.3.4储热系统热损失试验

储热系统热损失应根据试验程序文件所规定的两种情形的放热量差值确定，即储热系统在充

热至储热深度100%后立即完全放热释放的能量和系统在充热至储热深度100%后经约定的试验时

长完全放热所释放的能量的差值。两次放热试验应采用相同的操作模式。

经协商一致的两次充热间时长不宜超过25h。试验期间，除了确保储热系统安全运行所需的

情况，不应有任何外部提供的热能。经协商一致的2次充热间时长见图1。

图1经协商一致的两次充热间时长

7.3.5储热系统总能量损失试验

储热系统总能量损失应根据完全充热期间提供给系统的能量与经过试验程序文件规定的时长

后系统释放的总能量的差值确定。方案可为7.2.3所述的方案或各相关方商定的其他方案。

试验期间，除确保储热系统安全运行所需的情况外，不应有任何外部提供的热能。

7.3.6壁温试验

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为确保操作人员的安全，并验证热损失是否已降至最低，应对壁温进行测量。

冷罐和热罐的外壁温度测量应符合6.3.2的规定。

壁温可进行持续监测并将测量值记录在数据采集系统中，或每年至少测量两次（每6个月进行

一次）。

7

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7.4试验边界

7.4.1图2为间接储热系统的系统边界和试验边界的一般典型图。

标引序号说明：

1——温度传感器，测量冷罐外壁温；

2——温度传感器，测量热罐外壁温；

3——温度传感器，测量进口/出口温度；

流量计，测量充/放热模式下冷测和热测流量；

4——液位传感器，测量进入热罐的流体液位；

温度传感器，测量热盐罐内部温度；

5——环境温度传感器；

6——风速计。

图2间接储热系统的系统边界和试验边界的一般典型图

7.4.2图3为直接储热系统的系统边界和试验边界的一般典型图浙江可胜技术股份有限公司。专用

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标引序号说明：

1——温度传感器，测量冷罐外壁温；

2——温度传感器，测量热罐外壁温；

3——温度传感器，测量进口温度；

流量计，测量充热模式下流量；

4——温度传感器，测量出口温度；

流量计，测量放热模式下流量；

5——液位传感器，测量进入热罐的流体液位；浙江可胜技术股份有限公司专用

温度传感器，测量热盐罐内部温度；

6——环境温度传感器；

7——风速计。

图3直接储热系统的系统边界和测试边界的一般典型图

8储热系统特性

8.1储热系统热效率和储热容量

8.1.1试验方法

储热系统热效率和最大有效储热容量的测量应通过从储热深度100%立即放热至储热深度0%。

试验期间，除了确保储热系统安全运行所必需的情况，不应有任何外部加热设备（伴热带、加热器、锅炉

等）提供热能。试验步骤如下：订单号：0205250801863242防伪编号：2025-0801-0536-1550-3921购买单位:浙江可胜技术股份有限公司

a）将储热系统从储热深度0%充热至储热深度100%，最终达到热罐的标称温度和体积。与标

称值相关的各最大偏差应由各相关方在试验程序文件中协商确定。充热前，宜将整个储热系

统预热至接近试验程序规定的温度，并应通过测量或读取系统各温度测点数值进行验证。温

度测点应至少包括6.3所述的测点。

b

）确定在储热系统完全充热过程中所增加的热能EC。

c6

）立即将储热系统完全放热，记录完全放热时长为tfulldischarge和第章所述的各变量数值。

9

GB/Z45115—2024/IECTS62862⁃2⁃1:2021

dJ

）计算储热系统在完全放热过程中释放的热能（最大有效储热容量单位为，用（φ|J）表示）。

8.1.2计算过程

根据第7章内容测得的测量序列{in(in)}、{out(out)}、{()}、{̇()}和物性参数［比热

TkskTkskqksq,kmksṁ,k

()[]()(){()}()()

容cTs()、密度ρTs()］，可得到功率序列Ps,。cT和ρT的数值及其不确定度应