CN102175065B - 太阳能发电聚能式自然循环接收器及其使用方法 - Google Patents

太阳能发电聚能式自然循环接收器及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种太阳能发电聚能式自然循环接收器及其使用方法，包括绝热容器，在绝热容器的下部和顶部分别设有进液管和蒸汽出管，在绝热容器的一侧竖直设有多个集热管，集热管的下端口和上端口分别与所述绝热容器的容腔底部和容腔顶部连通；在集热管的周围设有向其聚光的聚光抛物线反射镜。从定日镜聚焦形成的光斑直接照射在集热管外壁，以辐射方式使得集热管壁面温度升高；热量以导热和对流的方式从壁面向集热管内的载热工质传输，而载热工质在竖直设置的集热管和绝热容器的容腔内因温度升高而构成自然热循环，成为可用于发电的高温热源。本发明能够将定日镜所捕捉、反射、聚焦的太阳能直接转化为可以高效利用的高温热能，集热效率高。

Description

太阳能发电聚能式自然循环接收器及其使用方法
技术领域
本发明涉及太阳能接收器，尤其是一种太阳能发电聚能式自然循环接收器，及其使用方法。
背景技术
目前，石油、煤炭储藏量有限，价格上涨，以石油煤炭为燃料燃烧产生的CO2、SO2对环境产生很大的危害，危极人类的生存。利用太阳能发电，不消耗能源,没有废气排放,极具发展潜力和应用前景。太阳能发电成本低，占地少，可广泛应用在农村、个人、小型企业。
在太阳能热发电系统中，太阳能接收器是实现太阳能热发电最为关键的核心技术之一。 
发明内容
本发明的目的在于：提供一种集热效率高的太阳能发电聚能式自然循环接收器，能够将定日镜所捕捉、反射、聚焦的太阳能直接转化为可以高效利用的高温热能，为发电机组提供发电所需的热源或动力源。
本发明的还提供一种使用所述太阳能发电聚能式自然循环接收器进行聚热发电的方法，确保能够高效集热发电。
为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：
本发明一种太阳能发电聚能式自然循环接收器，包括密闭的用于盛装载热工质的绝热容器，在所述绝热容器的下部和顶部分别设有进液管和蒸汽出管，在所述绝热容器的一侧竖直设有多个集热管，所述集热管的下端口和上端口分别与所述绝热容器的容腔底部和容腔顶部连通；在所述集热管的周围设有向其聚光的聚光抛物线反射镜，所述载热工质的液面高于所述集热管的下端口，低于所述集热管的上端口，载热工质吸收太阳能变为高温高压蒸汽变为高温高压蒸汽从所述蒸汽出管流出，通过绝热管道导入发动机，推动发动机作功, 发动机带动发电机发电，做完作功后的泛气经冷疑器冷疑，利用压力泵从进液管压回到绝热容器，完成一个工作循环。
所述聚光抛物线反射镜由钢板和钢板内侧的玻璃反射镜构成，该玻璃反射镜为四层结构，底层为沉积镜子的玻璃基体，玻璃基体上镀银构成反射层，所述反射层上镀铜构成用于保护该反射层的过渡层，最上面涂漆构成保护膜。
多个所述的集热管为高压双层真空玻璃集热管，并列设置；所述进液管和蒸汽出管为金属管；所述绝热容器的壳体由钢板和包裹在该钢板外侧的绝热材料石棉构成；所述绝热容器的底部设有用Q236钢板制成的基座。
一种使用所述的太阳能发电聚能式自然循环接收器进行聚热发电的方法，包括以下步骤：
步骤一：利用压力泵从所述进液管向绝热容器泵入载热工质，所述载热工质的液面高于所述集热管的下端口，低于所述集热管的上端口；
步骤二：将定日镜聚焦形成的光斑直接照射在所述集热管外壁，以辐射方式使得集热管壁面温度升高；热量以导热和对流的方式从所述壁面向集热管内的载热工质传输，而载热工质在所述竖直设置的集热管和绝热容器的容腔内因温度升高而构成自然循环，从而使载热工质不断获得热能，变为高温高压蒸汽从所述蒸汽出管流出；
步骤三：将从所述蒸汽出管流出的热蒸汽通过绝热管道导入发动机，推动发动机作功, 发动机带动发电机发电；
步骤四：做完作功后的泛气经冷疑器冷疑，利用所述压力泵从进液管压回到绝热容器，完成一个工作循环。
所述载热工质为水，该载热工质温度在100～600度之间，压力≤120atm；所述太阳能发电聚能式自然循环接收器能承受的太阳能能量密度为1000kW／m2。
与现有技术相比本发明的有益效果是：由于采用了密闭的绝热容器，在所述绝热容器的一侧竖直设有多个集热管，使得本发明的载热工质能够在所述集热管和绝热容器的容腔内因温度升高而构成自然热循环，使载热工质不断获得热能，成为可加以利用的高温热源；在所述集热管的周围设置向其聚光的聚光抛物线反射镜，使得本发明的集热效率大大提高。
与现有技术相比本发明进一步的有益效果是：由于所述聚光抛物线反射镜由钢板和钢板内侧的玻璃反射镜构成，该玻璃反射镜为采用所述的四层结构，使得所述聚光抛物线反射镜量轻，抗变形能力强，反射率高，易清洁；镀铜构成用于保护所述反射层的过渡层，不仅可以用于保护该反射层，同时还降低了所述反射层和所述保护膜之间的内应力，提高了聚光抛物线反射镜的抗变形能力，确保集热效率的稳定。
本发明的一种使用所述太阳能发电聚能式自然循环接收器进行聚热发电的方法，提供了使用所述太阳能发电聚能式自然循环接收器将定日镜所捕捉、反射、聚焦的太阳能直接转化为可以高效利用的为发电机组提供发电所需高温热能的方法。  
附图说明
图1是本发明太阳能发电聚能式自然循环接收器的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明太阳能发电聚能式自然循环接收器，包括密闭的用于盛装水的绝热容器5，所述绝热容器5的壳体由钢板和包裹在该钢板外侧的绝热材料石棉构成，所述绝热容器5的底部还设有用Q236钢板制成的基座6；在所述绝热容器5的下部和顶部分别设有金属的进液管4和蒸汽出管3，在所述绝热容器5的一侧竖直设有多排高压双层真空玻璃集热管2，所述高压双层真空玻璃集热管2的下端口和上端口分别与所述绝热容器5的容腔底部和容腔顶部连通；在所述高压双层真空玻璃集热管2的周围设有向其聚光的聚光抛物线反射镜1，所述聚光抛物线反射镜1由钢板和钢板内侧的玻璃反射镜构成，所述玻璃反射镜为四层结构，底层为沉积镜子的玻璃基体，玻璃基体上镀银构成反射层，所述反射层上镀铜构成用于保护该反射层的过渡层，所述过渡层上面的涂漆构成保护膜。
一种使用所述太阳能发电聚能式自然循环接收器进行聚热发电的方法，包括以下步骤：
步骤一：利用压力泵从所述进液管4向绝热容器5泵入水，所述水的液面高于所述集热管2的下端口，低于所述集热管2的上端口；
步骤二：将定日镜聚焦形成的光斑直接照射在所述集热管2外壁，以辐射方式使得集热管2壁面温度升高；热量以导热和对流的方式从所述壁面向集热管2内的水传输，而水在所述竖直设置的集热管2和绝热容器5的容腔内因温度升高而构成自然循环，从而使水工质不断获得热能，变为高温高压蒸汽从所述蒸汽出管3流出；
步骤三：将从所述蒸汽出管3流出的热蒸汽通过绝热管道导入发动机，推动发动机作功, 发动机带动发电机发电；
步骤四：做完作功后的泛气经冷疑器冷疑，利用所述压力泵从进液管4压回到绝热容器5，完成一个工作循环。所述水温度在100～600度之间，压力≤120atm；所述太阳能发电聚能式自然循环接收器能承受的太阳能能量密度为1000kW／m2。

Claims (5)

1.一种太阳能发电聚能式自然循环接收器，其特征在于：包括密闭的用于盛装载热工质的绝热容器（5），在所述绝热容器（5）的下部和顶部分别设有进液管（4）和蒸汽出管（3），在所述绝热容器（5）的一侧竖直设有多个集热管（2），所述集热管（2）的下端口和上端口分别与所述绝热容器（5）的容腔底部和容腔顶部连通；在所述集热管（2）的周围设有向其聚光的聚光抛物线反射镜（1），所述载热工质的液面高于所述集热管（2）的下端口，低于所述集热管（2）的上端口，载热工质吸收太阳能变为高温高压蒸汽从所述蒸汽出管（3）流出，通过绝热管道导入发动机，推动发动机作功, 发动机带动发电机发电，做完作功后的泛气经冷疑器冷疑，利用压力泵从进液管（4）压回到绝热容器（5），完成一个工作循环。
2.根据权利要求1所述的太阳能发电聚能式自然循环接收器，其特征在于：所述聚光抛物线反射镜（1）由钢板和钢板内侧的玻璃反射镜构成，该玻璃反射镜为四层结构，底层为沉积镜子的玻璃基体，玻璃基体上镀银构成反射层，所述反射层上镀铜构成用于保护该反射层的过渡层，最上面涂漆构成保护膜。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能发电聚能式自然循环接收器，其特征在于：多个所述的集热管（2）为高压双层真空玻璃集热管，并列设置；所述进液管（4）和蒸汽出管（3）为金属管；所述绝热容器（5）的壳体由钢板和包裹在该钢板外侧的绝热材料石棉构成；所述绝热容器（5）的底部设有用Q236钢板制成的基座（6）。
4.一种使用权利要求1或2所述的太阳能发电聚能式自然循环接收器进行聚热发电的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：利用压力泵从所述进液管（4）向绝热容器（5）泵入载热工质，所述载热工质的液面高于所述集热管（2）的下端口，低于所述集热管（2）的上端口；
步骤二：将定日镜聚焦形成的光斑直接照射在所述集热管（2）外壁，以辐射方式使得集热管（2）壁面温度升高；热量以导热和对流的方式从所述壁面向集热管（2）内的载热工质传输，而载热工质在所述竖直设置的集热管（2）和绝热容器（5）的容腔内因温度升高而构成自然循环，从而使载热工质不断获得热能，变为高温高压蒸汽从所述蒸汽出管（3）流出；
步骤三：将从所述蒸汽出管（3）流出的热蒸汽通过绝热管道导入发动机，推动发动机作功, 发动机带动发电机发电；
步骤四：做完作功后的泛气经冷疑器冷疑，利用所述压力泵从进液管（4）压回到绝热容器（5），完成一个工作循环。
5.根据权利要求4所述的太阳能发电聚能式自然循环接收器进行聚热发电的方法，其特征在于：所述载热工质为水，该载热工质温度在100～600度之间，压力≤120atm；所述太阳能发电聚能式自然循环接收器能承受的太阳能能量密度为1000kW／m2。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103090551B (zh) * 2011-10-31 2016-08-24 杭州三花研究院有限公司 一种太阳能接收器
CN109654753B (zh) * 2016-11-11 2020-08-21 江苏桑力太阳能产业有限公司 一种简易式聚光热水器
CN110953733B (zh) * 2019-11-11 2022-06-10 台州安泉流体控制科技有限公司 一种太阳能聚光吸热器及熔盐储热供暖供冷站

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2293777Y (zh) * 1996-10-31 1998-10-07 梁森 壁挂式太阳能热具
CN101705925A (zh) * 2009-11-19 2010-05-12 绍兴文理学院 一种太阳能热水工质相变循环的热力发电系统
CN202074488U (zh) * 2011-01-18 2011-12-14 绍兴文理学院 太阳能发电聚能式自然循环接收器

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5675915A (en) * 1979-08-09 1981-06-23 Setsuo Yamamoto Power generator
CN102007292B (zh) * 2008-04-16 2014-03-12 阿尔斯托姆科技有限公司 太阳能热电设备

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2293777Y (zh) * 1996-10-31 1998-10-07 梁森 壁挂式太阳能热具
CN101705925A (zh) * 2009-11-19 2010-05-12 绍兴文理学院 一种太阳能热水工质相变循环的热力发电系统
CN202074488U (zh) * 2011-01-18 2011-12-14 绍兴文理学院 太阳能发电聚能式自然循环接收器

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP昭56-75915A 1981.06.23
宿建峰，韩巍，林汝谋，杨敏林.双级蓄热与双运行模式的塔式太阳能热发电系统.《热能动力工程》.2009,第24卷(第1期),132-137，148. *

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