CN101403533A - 一种槽式抛物面太阳能聚光器 - Google Patents

一种槽式抛物面太阳能聚光器 Download PDF

Info

Publication number
CN101403533A
CN101403533A CNA2008102261617A CN200810226161A CN101403533A CN 101403533 A CN101403533 A CN 101403533A CN A2008102261617 A CNA2008102261617 A CN A2008102261617A CN 200810226161 A CN200810226161 A CN 200810226161A CN 101403533 A CN101403533 A CN 101403533A
Authority
CN
China
Prior art keywords
transmission tube
tube
bearing
concentrator
transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2008102261617A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101403533B (zh
Inventor
董军
王志峰
刘晓冰
臧春城
王锐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Electrical Engineering of CAS
Original Assignee
Institute of Electrical Engineering of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Electrical Engineering of CAS filed Critical Institute of Electrical Engineering of CAS
Priority to CN2008102261617A priority Critical patent/CN101403533B/zh
Publication of CN101403533A publication Critical patent/CN101403533A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101403533B publication Critical patent/CN101403533B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
    • F24S23/74—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors with trough-shaped or cylindro-parabolic reflective surfaces
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Abstract

一种槽式抛物面太阳能聚光器，其特征在于吸热管(1)从传动管(4)中穿过，传动管内轴承(3)连接吸热管(1)和传动管(4)。传动管(4)转动时，吸热管(1)固定不动，抛物面反射镜以吸热管几何心为转动中心转动并跟踪太阳直射辐射。吸热管(1)套在传动管内轴承(3)内环中，传动管内轴承(3)的外环与传动管(4)连接。传动管(4)与轴承座(6)由传动管外轴承(5)连接。传动管(4)套在传动管外轴承(5)内环中，传动管外轴承(5)外环与轴承座(6)连接。轴承座(6)固定在立柱(13)上，立柱(13)通过传动管(4)支撑两侧的聚光器。本发明适用于长期输运高温高压工质，维护成本低，安全性好。

Description

一种槽式抛物面太阳能聚光器
技术领域
本发明涉及一种槽式抛物面太阳能聚光器。
背景技术
太阳能是取之不尽用之不竭的可再生能源，在化石燃料逐年减少、国际能源形势日趋严峻的今天，开发利用太阳能是实现能源供应多元化、保证能源安全的重要途径之一。槽型抛物面太阳能聚光器利用抛物面聚集太阳能平行光，从而加热工质，产生蒸汽以驱动汽轮发电机发电。太阳辐射由直射和散射组成。直射的比例取决于天气条件(即多云减少直接太阳辐射)。由于反射和折射聚光都只吸收太阳直射，因此按照这两种方法工作的聚光器必须是动态的，即利用跟踪系统来跟踪太阳一天的轨迹，以达到反射聚光面光学中心的法线，吸热体和太阳这三个点成一条直线。
传统的槽式抛物面太阳能聚光器，吸热管与反射镜通过固定的机械结构形成一个整体性的结构。例如中科院电工研究所在2004年研究开发的槽式聚光器，其吸热管通过固定在反射镜支架上的钢管支撑和固定。其转轴位于反射镜背部中心，当聚光器转动时，反射镜与吸热管同时围绕转轴转动。又例如远大空调公司在2005年开发的槽式聚光器，其吸热管由角钢焊接的吸热管支架支撑，而该吸热管支架安装在反光镜支架上。其转轴位于聚光器中心位置，吸热管下方，同样当聚光器转动时，反射镜与吸热管同时围绕转轴转动。美国专利US4372651是典型传统的槽式抛物面太阳能聚光器，聚光器转动时吸热管随之转动。美国专利US6994082采用薄膜材料作为反射材料，并创新性地发明一种张紧装置保持反射膜的面型。该发明中吸热管与集热器连接在一起同时围绕反射膜处的转轴转动。如前所述，这种光学聚光需要聚光器随着太阳的运动绕轴旋转，即所谓的跟踪轴。在设计中为了减少这种聚光器转动的功耗，聚光器的质量中心一般要落在该跟踪轴。该种结构形式虽然节省了电功，但是由于集热管不在跟踪轴处，所以在聚光器跟踪转动时，集热管也在围绕跟踪轴运动中，而每列集热管的两端用于热工质传输的管道则必须是软管或转动连接管。由于软管或转动连接管不适合长期用于输运高温高压工质，维护成本高，安全性也受到较大影响。
美国专利US4559926也是一种吸热管固定不动而抛物面反射镜以吸热管轴心为转动中心转动的槽式聚光器，这种聚光器的传动轮不依靠轴承座支撑在立柱上，而是依靠一对从动轮支撑在地面上。该发明中吸热管与传动轮轴心处的传动管通过一个轴承连接，这样吸热管被支撑在了轴心处，而且聚光器转动时，吸热管可保持不动。传统的槽式太阳能聚光器一般由几个甚至几十个聚光器连接成为一列，并由多个聚光器共用一个驱动机构。由于该专利没有解决每个相领聚光器之间传动的问题，所以每列聚光器系统只有一个聚光器和一个驱动机构。如果每列有多个聚光器，则每个聚光器都需要一个驱动机构。这明显增大了聚光器的制造、安装和维护成本。与之类似，国际专利WO2007/110713也是也是一种吸热管固定不动而抛物面反射镜以吸热管轴心为转动中心转动的槽式聚光器，这种聚光器的传动轮不依靠轴承座支撑在立柱上，而是依靠一对从动轮支撑在地面上。该专利也没有解决多个聚光器之间传动的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：槽式抛物面太阳能聚光器吸热管固定不动，而抛物面反射镜以吸热管几何中心为转动中心转动并跟踪太阳直射辐射的困难。解决原有槽式抛物面太阳能聚光器不能直接加热并生产高温、高压水蒸汽的问题。提高了槽式太阳能热发电系统的发电效率。
本发明采用的技术方案是：
本发明的槽式抛物面太阳能聚光器包括吸热管、传动管内轴承、传动管、传动管外轴承、轴承座、反射镜、桁架、反射镜支架、支撑杆、、主传动轮、副传动轮、传动杆、立柱等。驱动装置包括：钢丝绳、减速器输出轴、减速器、电动机、张紧器。驱动装置布置在两个聚光器之间。一套驱动装置驱动2～6个聚光器，而不仅限于2个聚光器。
本发明吸热管几何中心与聚光器转动中心同轴，吸热管从传动管中穿过，吸热管和传动管二者之间由传动管内轴承连接。吸热管套在该轴承内环中，该轴承外环与传动管连接。在槽式太阳能热发电系统中，吸热管与槽式太阳能热发电系统主管路焊接在一起。传动管转动时，由于吸热管两端与槽式太阳能热发电系统的主管道焊接，吸热管固定不动。传动管与轴承座由传动管外轴承连接。传动管套在该传动管外轴承内环中，该传动管外轴承外环与轴承座连接。轴承座通过螺栓固定在立柱上。在传动管两端分别固定安装有主传动轮和副传动轮。主传动轮和副传动轮通过传动杆分别与立柱两侧的两个聚光器连接在一起。
聚光器工作时，驱动装置驱动主传动轮，主传动轮带动传动管以及和主传动轮连接的一侧聚光器转动，传动管带动副传动轮转动，副传动轮带动立柱另一侧的聚光器转动。立柱通过轴承座支撑传动管、吸热管。通过传动管，立柱支撑两侧的槽式抛物面聚光器。以此类推，通过传动管带动副传动轮，一套驱动装置可以驱动多个聚光器。
反射镜粘贴在反射镜支架上。为了增加聚光器的强度和刚度，反射镜支架通过螺栓连接或焊接在桁架上。立柱起到支撑聚光器的作用。本发明为了实现吸热管固定不动，吸热管几何中心必须与该聚光器转动中心同轴。增加了传动管内轴承、传动管、传动管外轴承、主传动轮、副传动轮、传动杆6个零件。上述6个零件全部钢制。如前所述，这6个零件的巧妙配合，实现了本发明的功能。
一般来说，一个聚光器上有3根吸热管，每根吸热管的长度相同。每根吸热管连接在一起，每个接头位置都需要支撑和固定。在聚光器的两端有2根立柱支撑2个吸热管接头。本发明中另外两个接头由固定在反射镜支架上的支撑杆支撑。这两对支撑杆分别安装在桁架长度方向的三分之一和三分之二位置。
本发明驱动装置可采用电动机驱动主传动轮。电动机输出轴与减速器输入轴套连接，电动机带动减速器内齿轮使输出轴转动。主传动轮轮缘内卧有两根钢丝绳，两根钢丝绳一端与主传动轮连接，另一端与减速器输出轴连接。当电动机按照顺时针或逆时针旋转时，钢丝绳将带动主传动轮，主传动轮带动聚光器双向转动。驱动装置也可采用液压装置驱动主传动论。
本发明提出了槽式抛物面太阳能聚光器吸热管固定不动，而抛物面反射镜以吸热管轴心为转动中心转动并跟踪太阳直射辐射的槽式聚光器设计方法。本发明吸热管管路系统中取消了软管和转动连接部件，解决了高温工质管路可长期稳定工作的问题。本发明的槽式抛物面聚光器结构简单，易控制，能准确旋转并跟踪太阳辐射。
附图说明
图1为本发明主视图；
图2为本发明侧视图；
图3为本发明主视图的局部放大图；
图4为本发明侧视图的局部放大图；
图5为侧视图的局部剖面图。
图中：1吸热管、2吸热管保温、3传动管内轴承、4传动管、5传动管外轴承、6轴承座、7反射镜支架、8反射镜、9主传动轮、10传动杆、11钢丝绳、12支撑杆、13立柱、14减速器输出轴、15减速器、16电动机、17张紧器、18桁架、19副传动轮。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施方式进一步说明本发明。
本发明聚光器主要包括吸热管1、传动管内轴承3、传动管4、传动管外轴承5、轴承座6、反射镜8、桁架18、反射镜支架7、支撑杆12、主传动轮9、副传动轮19、传动杆10、立柱13。驱动装置包括：11钢丝绳、14减速器输出轴、15减速器、16电动机、17张紧器。
图1所示为本发明槽式抛物面太阳能聚光器主视图。如图1所示，驱动装置布置在两个聚光器之间。
三根吸热管1首尾相连连接在一起，每个接头位置都需要支撑和固定。在聚光器的两端由两根立柱13支撑两个吸热管1接头。而另外两个接头由固定在反射镜支架7上的支撑杆12支撑。这两个支撑杆12的位置分别在桁架18长度方向的三分之一和三分之二位置。
图2为本发明侧视图。如图1、图2所示，每个聚光器中，抛物面反光镜8通过支架7与桁架18连接在一起。吸热管1从聚光器两侧的立柱13上的传动管4穿过，并由传动管内轴承3支撑在立柱13上。主传动轮9通过传动杆10与桁架18连接在一起，从而使主传动轮9可以带动聚光器转动。主传动轮9、副传动轮19与聚光器桁架18通过一对传动杆10连接为一整体。
电动机16输出轴与减速器15输入轴套连接，电动机16带动减速器15内齿轮使输出轴14转动。主传动轮9轮缘内卧有两根钢丝绳11，两根钢丝绳11一端与主传动轮9连接，另一端与减速器输出轴14连接。当电动机16按照顺时针或逆时针旋转时，钢丝绳11将带动主传动轮9，主传动轮9带动聚光器双向转动。
图3为本发明主视局部放大图。在传动管4两端分别固定安装有主传动轮9和副传动轮19，传动管4通过主传动轮9和副传动轮19的轴心，主传动轮9带动传动管4转动，传动管4带动副传动轮19转动。主传动轮9和副传动轮19通过传动杆10分别与立柱13两侧的两个聚光器连接在一起。聚光器工作时，钢丝绳11带动主传动轮9，主传动轮9带动传动管4以及和主传动轮9连接的一侧聚光器转动，传动管4带动副传动轮19转动，副传动轮19带动立柱13另一侧的聚光器转动。立柱13通过轴承座6支撑传动管4、吸热管1。通过传动管4，立柱13支撑两侧的槽式抛物面聚光器。
图4为本发明侧视局部放大图。在传动系统位置，轴承座6固定安装在立柱13上。传动管4内有传动管内轴承3与吸热管1连接，传动管4外有传动管外轴承5与轴承座6连接。吸热管1和吸热管保温2由传动管4中穿过。这样吸热管1与传动管4同心。由于在每列聚光器的两端吸热管1与固定管路连接，因此传动管4转动时，吸热管1固定不动。
图5为本发明A-A向剖面图。吸热管1从传动管4中穿过，二者之间有传动管内轴承3连接。吸热管1和吸热管保温2套在传动管内轴承3内环中，吸热管内轴承3的外环与传动管4连接。传动管4转动时，吸热管1可以固定不动。传动管4与轴承座6有传动管外轴承5连接。传动管4套在传动管外轴承5内环中，传动管外轴承5外环与轴承座6连接。轴承座6固定在立柱上。

Claims (3)

1、一种槽式抛物面太阳能聚光器，包括反射镜(8)、桁架(18)、反射镜支架(7)和驱动装置，其特征在于该聚光器还包括吸热管(1)、吸热管保温(2)、传动管内轴承(3)、传动管(4)、传动管外轴承(5)、轴承座(6)、主传动轮(9)、立柱(13)、副传动轮(19)；吸热管(1)从传动管(4)中穿过，传动管内轴承(3)连接吸热管(1)和传动管(4)；传动管(4)转动时，吸热管(1)固定不动；吸热管(1)和套在吸热管(1)上的吸热管保温(2)套在传动管内轴承(3)内环中，传动管内轴承(3)的外环与传动管(4)连接；传动管(4)与轴承座(6)由传动管外轴承(5)连接；传动管(4)套在传动管外轴承(5)内环中，传动管外轴承(5)外环与轴承座(6)连接；轴承座(6)固定在立柱(13)上。
2、按照权利要求1所说的槽式抛物面太阳能聚光器，其特征在于主传动轮(9)、副传动轮(19)与聚光器桁架(18)通过一对传动杆(10)连接为一整体。
3、按照权利要求1所说的槽式抛物面太阳能聚光器，其特征在于所述传动管(4)带动副传动轮(19)，一套驱动装置驱动多个串联的聚光器。
CN2008102261617A 2008-11-14 2008-11-14 一种槽式抛物面太阳能聚光器 Expired - Fee Related CN101403533B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008102261617A CN101403533B (zh) 2008-11-14 2008-11-14 一种槽式抛物面太阳能聚光器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008102261617A CN101403533B (zh) 2008-11-14 2008-11-14 一种槽式抛物面太阳能聚光器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101403533A true CN101403533A (zh) 2009-04-08
CN101403533B CN101403533B (zh) 2011-02-09

Family

ID=40537623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008102261617A Expired - Fee Related CN101403533B (zh) 2008-11-14 2008-11-14 一种槽式抛物面太阳能聚光器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101403533B (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102162684A (zh) * 2011-03-28 2011-08-24 杭州立扬聚光蓄热科技有限公司 一种固定焦点线的太阳能槽式聚光装置
CN102237822A (zh) * 2010-04-29 2011-11-09 刘阳 太阳能聚集设备
CN102289050A (zh) * 2011-07-13 2011-12-21 中国科学院电工研究所 一种槽式抛物面太阳能聚光器支撑结构
CN102297537A (zh) * 2011-07-29 2011-12-28 国电龙源电力技术工程有限责任公司 空间桁架式槽型太阳热发电集热器元件支架
CN102374680A (zh) * 2010-08-20 2012-03-14 刘阳 太阳能聚集设备及其应用
CN102393085A (zh) * 2011-12-12 2012-03-28 中海阳新能源电力股份有限公司 太阳能光热槽式大开口双层抛物线高效集热器
WO2012076949A1 (en) * 2010-12-07 2012-06-14 Electrotherm Renewables A solar parabolic trough collector or reflector system
CN103925709A (zh) * 2014-05-05 2014-07-16 南京凯盛开能环保能源有限公司 温室槽式太阳聚光器
CN103940129A (zh) * 2014-04-10 2014-07-23 中国科学院电工研究所 一种槽式集热器支撑结构
CN106052173A (zh) * 2016-07-28 2016-10-26 中海阳能源集团股份有限公司 一种用于槽式集热器的支撑轴承及包括该支撑轴承的光热发电系统
CN106839455A (zh) * 2016-12-21 2017-06-13 中广核太阳能开发有限公司 一种槽式太阳能集热器支架及其安装方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60196548A (ja) * 1984-03-19 1985-10-05 Toshiba Corp 太陽自動追尾装置
CN2384176Y (zh) * 1999-06-25 2000-06-21 江允正 一种热管太阳能集热器
CN201081445Y (zh) * 2007-09-14 2008-07-02 张跃 一种槽式聚焦集热器用追踪装置

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102237822A (zh) * 2010-04-29 2011-11-09 刘阳 太阳能聚集设备
CN102237822B (zh) * 2010-04-29 2013-12-25 北京兆阳光热技术有限公司 太阳能聚集设备
CN102374680B (zh) * 2010-08-20 2014-05-14 北京兆阳光热技术有限公司 太阳能聚集设备及其应用
CN102374680A (zh) * 2010-08-20 2012-03-14 刘阳 太阳能聚集设备及其应用
WO2012076949A1 (en) * 2010-12-07 2012-06-14 Electrotherm Renewables A solar parabolic trough collector or reflector system
CN102162684A (zh) * 2011-03-28 2011-08-24 杭州立扬聚光蓄热科技有限公司 一种固定焦点线的太阳能槽式聚光装置
CN102289050A (zh) * 2011-07-13 2011-12-21 中国科学院电工研究所 一种槽式抛物面太阳能聚光器支撑结构
CN102289050B (zh) * 2011-07-13 2013-03-27 中国科学院电工研究所 一种槽式抛物面太阳能聚光器支撑结构
CN102297537B (zh) * 2011-07-29 2013-06-19 国电龙源电力技术工程有限责任公司 空间桁架式槽型太阳热发电集热器元件支架
CN102297537A (zh) * 2011-07-29 2011-12-28 国电龙源电力技术工程有限责任公司 空间桁架式槽型太阳热发电集热器元件支架
CN102393085B (zh) * 2011-12-12 2013-10-16 中海阳新能源电力股份有限公司 太阳能光热槽式大开口双层抛物线高效集热器
CN102393085A (zh) * 2011-12-12 2012-03-28 中海阳新能源电力股份有限公司 太阳能光热槽式大开口双层抛物线高效集热器
CN103940129A (zh) * 2014-04-10 2014-07-23 中国科学院电工研究所 一种槽式集热器支撑结构
CN103940129B (zh) * 2014-04-10 2016-04-06 中国科学院电工研究所 一种槽式集热器支撑结构
CN103925709A (zh) * 2014-05-05 2014-07-16 南京凯盛开能环保能源有限公司 温室槽式太阳聚光器
CN103925709B (zh) * 2014-05-05 2016-02-10 南京凯盛开能环保能源有限公司 温室槽式太阳聚光器
CN106052173A (zh) * 2016-07-28 2016-10-26 中海阳能源集团股份有限公司 一种用于槽式集热器的支撑轴承及包括该支撑轴承的光热发电系统
CN106839455A (zh) * 2016-12-21 2017-06-13 中广核太阳能开发有限公司 一种槽式太阳能集热器支架及其安装方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101403533B (zh) 2011-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101403533B (zh) 一种槽式抛物面太阳能聚光器
AU2009293220B2 (en) Parabolic trough solar reflector with an independently supported collector tube
CN102227598B (zh) 太阳能收集器
AU2006341135B2 (en) Parabolic solar trough systems with rotary tracking means
US20130056000A1 (en) Solar Reflection Apparatus
US20080283043A1 (en) Sun Location Tracking Method and Apparatus of Solar Heat or Photovoltaic Collectors
CN102081407B (zh) 太阳能塔式发电镜场定日镜分组控制装置
US20110186041A1 (en) Apparatus for pivoting solar troughs on a central axis
CN102645035B (zh) 一种定日镜的液压驱动机构
WO2013083050A1 (zh) 一种太阳能光热发电系统
CN102400868B (zh) 单塔多碟式太阳能发电系统
CN201916137U (zh) 单塔多碟式太阳能聚光发电装置
CN101839617A (zh) 一种太阳能多向跟踪太阳能干燥设备
CN202993582U (zh) 槽式抛物面太阳能聚光集热器系统及其阵列
CN201615679U (zh) 一种太阳能多向跟踪太阳能干燥设备
CN107525284B (zh) 一种定日镜装置
CN102331621B (zh) 一种太阳能环形聚焦装置
CN101943484B (zh) 静止反射面聚光太阳能锅炉
CN106774440B (zh) 一种消除离轴误差的双轴一体式日光追踪驱动装置
CN206790427U (zh) 一种可倒扣式定日镜
AU2011100679A4 (en) Parabolic trough solar reflector with an independently supported collector tube
CN219120790U (zh) 一种沥青加热用多能互补装置
CN201504198U (zh) 一种太阳能多向跟踪斯特林机发电系统
CN113357833B (zh) 槽式太阳能热发电系统中聚光装置
CN110647174A (zh) 一种基于摩擦传动的立卧一体式双轴减速传动系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110209

Termination date: 20181114

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee