CN102914064A - 反射塔底式太阳能聚焦集热装置 - Google Patents

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Abstract

提出一种反射塔底式太阳能聚焦集热装置，由定日镜、旋转抛物面镜、锥面镜、柱面镜、复合抛物面镜、太阳光接收器和储热换热器组成，从塔顶到塔底依次为旋转抛物面镜、锥面镜、柱面镜、锥面镜、复合抛物面镜、太阳光接收器和储热换热器。由多台定日镜将太阳光聚焦反射到塔顶，再由旋转抛物面镜、锥面镜、柱面镜和复合抛物面镜将太阳光由塔顶再次反射到塔底的太阳光接收器上，太阳光接收器位于储热换热器中，在储热换热器上实现储热和对外换热，所提出一种反射塔底式太阳能聚焦集热装置实现在塔底进行聚焦集热、储热和对外换热，而且能够减少塔体负荷、降低动力消耗、减少热损失、简化流程、有利于高温储热，适用于太阳能热发电、高温加热的应用场合。

Description

反射塔底式太阳能聚焦集热装置
技术领域
本发明属于太阳能利用技术领域，尤其涉及一种反射塔底式太阳能聚焦集热装置。
背景技术
随着能源危机的加剧，太阳能由于是一种无污染的可再生能源，因此太阳能的开发和利用逐渐受到人们的关注；将太阳光进行聚焦产生高温，对太阳光聚焦所产生的高温进行热利用具有非常广阔的应用前景，如太阳能热发电、太阳能热处理、太阳能加热，因此研究新型太阳能集热装置对于提高太阳能利用水平具有重要的意义。
现有的太阳能聚焦集热装置中，很难同时兼顾聚焦集热、高温储热和对外换热三个方面；现有的塔式太阳能集热装置中的太阳光接收器必须被放置在塔顶，而储热器和热利用装置被放置在塔底，使得集热在塔顶进行，储热和热利用在塔底进行，被加热介质需要被泵送到塔顶进行吸热，因而塔体负荷大，动力消耗大，高温储热难度大。本发明提出一种反射塔底式太阳能聚焦集热装置，使得集热、储热和对外换热都能在塔底进行，可降低塔体负荷，降低动力消耗，减少集热损失，简化传热流程。
发明内容
本发明的目的是提出一种反射塔底式太阳能聚焦集热装置，由多台定日镜将太阳光聚焦反射到塔顶，再利用旋转抛物面镜、锥面镜、柱面镜、复合抛物面镜将太阳光从塔顶反射到塔底的太阳光接收器上；太阳光接收器放置于塔底的储热换热器中，使得聚焦集热、储热和对外换热都能在塔底进行。
本发明提出一种反射塔底式太阳能聚焦集热装置，由多台定日镜、旋转抛物面镜、2个锥面镜、柱面镜、复合抛物面镜、太阳光接收器和储热换热器组成；由定日镜将太阳光聚焦反射到塔顶，再由旋转抛物面镜、锥面镜、柱面镜、复合抛物面镜将太阳光由塔顶反射到塔底的太阳光接收器上；太阳光接收器被放置于塔底的储热换热器中，实现了在塔底进行聚焦集热、储热和对外换热，能够减少塔体负荷、降低动力消耗、减少热损失、简化流程、有利于高温储热，适用于太阳能热发电、太阳能热处理和太阳能加热的应用场合。
所提出的一种反射塔底式太阳能聚焦集热装置的特点是：采用旋转抛物面镜、锥面镜、柱面镜和复合抛物面镜，将反射聚焦到塔顶的太阳光再次反射到塔底的太阳光接收器上，将太阳光接收器放置于塔底的储热换热器中，实现聚焦集热、储热和对外换热都能在塔底进行。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：从塔顶到塔底依次布置旋转抛物面镜、锥面镜、柱面镜、锥面镜、复合抛物面镜、太阳光接收器和储热换热器；旋转抛物面镜被放置于塔顶，太阳光接收器放置于塔底的储热换热器中，实现聚焦集热、储热和对外换热都能够在塔底进行。整个光路的传播过程是：太阳光照射在能够跟踪太阳的定日镜上，定日镜将太阳光聚焦反射至塔顶的旋转抛物面镜的焦点上，定日镜所反射到塔顶的太阳光，若经过旋转抛物面镜的焦点，则被旋转抛物面镜以平行光向塔底反射，直接反射到塔底的太阳光接收器上；若由于误差的原因定日镜反射到塔顶的太阳光没有经过旋转抛物面镜的焦点，即定日镜所反射的太阳光与旋转抛物面镜焦点存在距离，则这部分太阳光经旋转抛物面镜反射后，再经锥面镜、柱面镜和复合抛物面镜多次反射，将其反射到塔底的太阳光接收器上；锥面镜的作用能够使得光线更趋于垂直方式向下反射；采用复合抛物面镜的作用使分散的平行光和非平行光再次在塔底聚焦；太阳光接收器放置于储热换热器中，能够同时实现聚焦集热、储热和对外换热。
本发明的有益效果是：整个反射塔底式太阳能聚焦集热装置结构简单、太阳光反射次数少；太阳光接收器被置于塔底的储热换热器中，聚焦集热、储热和对外换热都在塔底进行，被加热介质无需被泵送到塔顶进行吸热，可降低塔体负荷，降低动力消耗，减少集热损失，简化传热流程，有利于高温储热。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明。
图1是反射塔底式太阳能聚焦集热装置示意图。
图中：1—定日镜；2—旋转抛物面镜；3—锥面镜；4—柱面镜；5—锥面镜；6—复合抛物面镜；7—太阳光接收器；8—储热换热器。 
具体实施方式
如图1所示，是反射塔底式太阳能聚焦集热装置示意图，包括：定日镜1、旋转抛物面镜2、锥面镜3、柱面镜4、锥面镜5、复合抛物面镜6、太阳光接收器7、储热换热器8；旋转抛物面镜2被放置于塔顶，太阳光接收器7被放置于塔底的储热换热器8中；从塔顶到塔底依次放置旋转抛物面镜2；锥面镜3、柱面镜4、锥面镜5、复合抛物面镜6、太阳光接收器7和储热换热器8；定日镜1能够跟踪太阳并始终将太阳光聚焦反射到塔顶的旋转抛物面镜1的焦点上；被反射到塔顶的太阳光再被旋转抛物面镜2、锥面镜3、柱面镜4、柱面镜5和复合抛物面镜6，反射到塔底的太阳光接收器7上。定日镜1所反射到塔顶的太阳光，若经过旋转抛物面镜2的焦点，则被旋转抛物面镜2反射成垂直的光线，直接射向塔底的太阳光接收器上；若定日镜1所反射到塔顶的太阳光未经过旋转抛物面镜2的焦点，被旋转抛物面镜2反射后，再被锥面镜3、柱面镜4、锥面镜5、复合抛物面镜6反射到太阳光接收器7上。锥面镜3和锥面镜5的作用是：使所反射的太阳光能够更趋于垂直方向向下反射，从而更有利于反射到塔底；复合抛物面镜6具有聚集光线的功能，能够使分散的平行光和非平行光聚焦到更小的范围内，便于太阳光接收器收集太阳光的热量。

Claims (2)

1.一种反射塔底式太阳能聚焦集热装置，由定日镜1、旋转抛物面镜2、锥面镜3、柱面镜4、锥面镜5、复合抛物面镜6、太阳光接收器7和储热换热器8组成；其特征是：从塔顶到塔底依次布置旋转抛物面镜2、锥面镜3、柱面镜4、锥面镜5、复合抛物面镜6、太阳光接收器7和储热换热器8。
2. 根据权利要求1所述的一种反射塔底式太阳能聚焦集热装置，其特征是：定日镜1将太阳光聚焦反射到塔顶，再依次由旋转抛物面镜2、锥面镜3、柱面镜4、锥面镜5、复合抛物面镜6将太阳光再次从塔顶反射到塔底的太阳光接收器7上；太阳光接收器7被放置于塔底的储热换热器8中，在储热换热器8上进行储热和对外换热，实现集热、储热和对外换热都在塔底进行。
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