CN102767913A - 一种线性太阳能聚光器及其热量转移方法 - Google Patents

一种线性太阳能聚光器及其热量转移方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种线性太阳能聚光器及其热量转移方法，属于太阳能集热设备技术领域。本结构包含至少一条集热线，其冷端包含一连接压缩气体的接口1和一连接熔盐的接口2；接口1通过阀门与压缩气体管道连接，接口2通过阀门与主冷熔盐管道连接，集热线热端与主热熔盐管道连接。本方法为：1)开启冷端与压缩气体管道的阀门，对集热线预热后打开冷端与主冷熔盐管道的阀门，使熔盐和气态流体混合物进入集热线中，形成双相流；2)减少气态流体流量、增多熔盐流量，集热线充满熔盐时聚光器连续追踪太阳能；3)结束时再次打开气态流体阀门，形成双相流体将熔盐推出集热线外。本发明具有结构简单易于实现、运行效率高，成本低、稳定性好的特点。

Description

一种线性太阳能聚光器及其热量转移方法
技术领域
本发明涉及一种太阳能聚光器，尤其涉及一种线性太阳能聚光器及其热量转移方法，属于太阳能集热设备技术领域。
背景技术
为转移集热管里的热量，集热管中通过导热流体，目前使用的有水、矿物油或熔盐。线性太阳能聚光器是将太阳能聚集到一条焦线或准焦线的一种装置。其中的一种形式是包含由数个反光区域构成的线性抛物面聚光器，该聚光器固定到精确追踪太阳的钢结构上。在焦线上放置吸热管，用于捕捉太阳辐射。通过在吸热管外部同心安装玻璃管，并在玻璃管和吸热管之间抽真空，可以提高效率。这样的集热管在市场上广泛存在。
有些熔盐在高温下极度稳定，蒸汽压力很低。这能允许系统在高温运行时循环熔盐压力增加幅度最小。
这种熔盐对于太阳能的缺点是，它们在70-250度的温度范围内就凝固。因此不利于集热器中熔盐的填充，运行效率低。熔点低的熔盐虽然填充效率高，但是熔点越低的盐腐蚀性越强，成本越高，稳定性也越低。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种线性太阳能聚光器及其热量转移方法；本发明描述了一种新的途径，以解决新安装工程的启动、夜晚从集热管中抽空大部分盐，以及日出时启动装置的困难。
本发明的技术方案为：
一种线性太阳能聚光器，其特征在于包含至少一条集热线，所述集热线冷端包含至少一个连接压缩气体的接口1和至少一个连接熔盐的接口2；所述接口1通过阀门与压缩气体管道连接，所述接口2通过阀门与主冷熔盐管道连接，所述集热线热端与主热熔盐管道连接。
进一步的，所述压缩气体为二氧化碳气体或氦气。
进一步的，所述压缩气体中包含有二氧化碳气体或氦气。
进一步的，所述集热线上设有多个温度传感器；所述温度传感器通过数据线与聚光器的控制单元连接。
进一步的，所述阀门为自动控制阀门，所述自动控制阀门通过数据线与聚光器的控制单元连接。
一种线性太阳能聚光器的热量转移方法，其步骤为：
1)将线性太阳能聚光器的集热线冷端分别与一压缩气体管道、一主冷熔盐管道连接，集热线热端与主热熔盐管道连接；
2)确定开始热量转移时，开启集热线冷端与压缩气体管道的阀门，调整聚光器对准太阳聚焦，对集热线进行预热后，打开集热线冷端与主冷熔盐管道的阀门，使主冷熔盐管道中的熔盐和压缩气体管道中的气态流体混合进入集热线中，形成双相流；
3)逐渐减少气态流体流量，逐渐增多熔盐流量，当整个集热线充满熔盐时，聚光器连续追踪太阳能；
4)确定热量转移结束时，再次缓慢打开冷端与压缩气体管道的阀门，再次形成双相流体，将熔盐推出集热线外。
与现有技术相比，本发明的技术效果为：
本发明的线性太阳能聚光器能够提高集热管中熔盐的流动性能，大大加快集热管中熔盐的热能转移，本发明具有结构简单易于实现、运行效率高，成本低、稳定性好的特点，具有广泛的市场前景。
附图说明
附图为本发明线性太阳能聚光器结构图。
具体实施方式
如图所示，本发明线性太阳能聚光器中使用了两种流体。一种是导热性能好的气态流体，如CO2或氦气，或者包括CO2或氦气的多种气体，另一种是熔盐。
集热线包含一排1000米的抛物面槽式集热器。在其焦线上，放置有一列250支集热管。每支集热管之间通过MIG焊连接到一起，组成1000米长的通道，导热流体从里面流过。集热器列入口处(冷端)通过阀门与两条管路连接，通过阀门可以关闭其连接。一条管路中填充从主冷端熔盐头部过来的承压熔盐，另一管路中填充预加热过的压缩气态流体。
集热线的另一端，连接到主热端熔盐头部。
日出时，开启气态流体阀，使聚光器对准太阳聚焦。沿线布置的温度传感器监控气态流体温度的升高情况。通过将聚光器移入或移出阳光聚焦位置，可以限制气态流体温度涨幅。当集热器的集热线已经预热，可以缓慢打开熔盐阀门。这样，熔盐和气态流体混合物进入线路中，形成双相流，增加热传导。逐渐减少气态流体流量，开放熔盐流量。一旦整个集热线充满熔盐时，聚光器连续追踪太阳能，温度将升高。控制进入集热线的熔盐的量，进而控制温度升高总量为250摄氏度左右。
夜晚当光场即将关闭时，再次缓慢打开气态流体阀门，再次形成双相流体，将热的熔盐推出集热管外。通过这种方式，一大部分的热能可以从集热管中转移出来进行储存。

Claims (10)

1.一种线性太阳能聚光器，其特征在于包含至少一条集热线，所述集热线冷端包含至少一个连接压缩气体的接口1和至少一个连接熔盐的接口2；所述接口1通过阀门与压缩气体管道连接，所述接口2通过阀门与主冷熔盐管道连接，所述集热线热端与主热熔盐管道连接。
2.如权利要求1所述的聚光器，其特征在于所述压缩气体为二氧化碳气体或氦气。
3.如权利要求1所述的聚光器，其特征在于所述压缩气体中包含有二氧化碳气体或氦气。
4.如权利要求1或2或3所述的聚光器，其特征在于所述集热线上设有多个温度传感器；所述温度传感器通过数据线与聚光器的控制单元连接。
5.如权利要求4所述的聚光器，其特征在于所述阀门为自动控制阀门，所述自动控制阀门通过数据线与聚光器的控制单元连接。
6.一种线性太阳能聚光器的热量转移方法，其步骤为：
1)将线性太阳能聚光器的集热线冷端分别与一压缩气体管道、一主冷熔盐管道连接，集热线热端与主热熔盐管道连接；
2)确定开始热量转移时，开启集热线冷端与压缩气体管道的阀门，调整聚光器对准太阳聚焦，对集热线进行预热后，打开集热线冷端与主冷熔盐管道的阀门，使主冷熔盐管道中的熔盐和压缩气体管道中的气态流体混合进入集热线中，形成双相流；
3)逐渐减少气态流体流量，逐渐增多熔盐流量，当整个集热线充满熔盐时，聚光器连续追踪太阳能；
4)确定热量转移结束时，再次缓慢打开冷端与压缩气体管道的阀门，再次形成双相流体，将熔盐推出集热线外。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述压缩气体为二氧化碳气体或氦气。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述压缩气体中包含有二氧化碳气体或氦气。
9.如权利要求6或7或8所述的方法，其特征在于所述集热线上设有多个温度传感器；所述温度传感器通过数据线与聚光器的控制单元连接。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于通过控制进入集热线的熔盐的量，控制集热线中熔盐的温度。
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