CN103673307A - 一种塔式太阳能热发电的吸热器 - Google Patents

一种塔式太阳能热发电的吸热器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种塔式太阳能热发电的吸热器,包括下集箱、保温装置、上集箱、和吸热管,吸热管两端分别设有上集箱和下集箱,在吸热管与上集箱和下集箱连接处均设有保温装置,吸热管背光面设有防护板,吸热管受光面涂有高温选择性吸收材料,保温装置布置于吸热器内侧。本发明在吸热管背光面加设防护板,减小吸热管筒体外冷空气吹扫带走的热损失,在受光面加高温选择性吸收材料图层,大幅度提高吸热量;以蓄热球为载热工质,吸热为流太化的体而不是固定面,使辐射流密度过高处吸热分散,减小吸热器的局部过热烧蚀或导致应力破坏现象,并且吸热流化体比吸热面具有更好的吸收热震功能。

Description

一种塔式太阳能热发电的吸热器
技术领域
[0001] 本发明属于太阳能热水器技术领域,涉及一种塔式太阳能热发电的吸热器。
背景技术
[0002] 能源是现如今世界经济发展中最具决定力的五大技术领域之一。太阳能作为一种新能源,它与常规能源相比有三大特点:第一:它是人类可以利用的最丰富的能源。据估计,在过去漫长的11亿年中,太阳消耗了它本身能量的2%。今后足以供给地球人类,使用几十亿年,真是取之不尽,用之不竭。第二:地球上,无论何处都有太阳能,可以就地开发利用,不存在运输问题,尤其对交通不发达的农村、海岛和边远地区更具有利用的价值。第三:太阳能是一种洁净的能源。在开发利用时,不会产生废渣、废水、废气、也没有噪音,更不会影响生态平衡,绝对不会造成污染和公害。
[0003] 中国专利CN 202267255U公开了用于塔式太阳能热发电吸热器系统的保温箱,其中提到由于定日镜的低效率的瞄准产生的泄漏现象是保温箱易受损,致使保温箱和吸热管之间产生缝隙,导致无法进行充分的保温,加热时间延长,在通介质前很难将吸热器集箱加热到230°C的温度要求。定日镜把辐射热流聚集成高密度的辐射热流入射到吸热器表面,通常情况下将达到300KW/m2〜1000 KW/m2,而且入射到吸热器表面的辐射热流非常不均匀,局部辐射热流密度过高极易导致吸热器的局部过热烧蚀或导致应力破坏。该专利利用熔融盐作为介质,使吸热器在应力破坏情况下吸热管和保温箱之间不产生缝隙。但是使用熔融盐作为介质,而熔融盐本身是显热储能,因此在蓄热和取热的时候都需要一定的温差,造成了大量的热能浪费,蓄热效率较低。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于,提供一种塔式太阳能热发电的吸热器,它在吸热管背光面加设防护板,减小吸热管筒体外冷空气吹扫带走的热损失,在受光面加高温选择性吸收材料图层,大幅度提高吸热量;以蓄热球为载热工质,吸热为流太化的体而不是固定面,使辐射流密度过高处吸热分散,减小吸热器的局部过热烧蚀或导致应力破坏现象,并且吸热流化体比吸热面具有更好的吸收热震功能。
[0005] 本发明的技术方案:一种塔式太阳能热发电的吸热器,包括下集箱、保温装置、上集箱、和吸热管,吸热管两端分别设有上集箱和下集箱,在吸热管与上集箱和下集箱连接处均设有保温装置,吸热管背光面设有防护板,吸热管9受光面涂有高温选择性吸收材料,保温装置布置于吸热器内侧。由于在吸热管背光面加设防护板,减小吸热管筒体外冷空气吹扫带走的热损失,在受光面加高温选择性吸收材料图层,大幅度提高吸热量;由于保温装置不至于吸热器内侧,靠近了检修平台,使检修更加方便,缩短了检修时间。
[0006] 前述的这种塔式太阳能热发电的吸热器中,吸热管内的载热工质为带有蓄热球的水或导热油。由于吸热管内以蓄热球为载热工质,吸热为流太化的体而不是固定面,使辐射流密度过高处吸热分散,减小吸热器的局部过热烧蚀或导致应力破坏现象,并且吸热流化体比吸热面具有更好的吸收热震功能。
[0007] 前述的这种塔式太阳能热发电的吸热器中,上集箱上设有支吊梁,并通过吊杆将上集箱与支吊梁连接。
[0008] 前述的这种塔式太阳能热发电的吸热器中,上集箱上端还设有上端口,上集箱下端设有对称分布的上连接管。由于上集箱下端的上连接管对称分布,通过吊杆吊于支吊梁时偏心力减小,均衡吸热管受力,延长其使用寿命。
[0009] 前述的这种塔式太阳能热发电的吸热器中,下集箱上端设有下连接管,下集箱下端设有下端口。
[0010] 前述的这种塔式太阳能热发电的吸热器中,保温装置包括保温层和绝热层,保温层设于绝热层内部。高空保温箱外风速较大,在绝热层内设置保温层,更好的防止散热。
[0011] 前述的这种塔式太阳能热发电的吸热器中,保温层内壁上还设有加热装置。
[0012] 前述的这种塔式太阳能热发电的吸热器中,所述吸热管受光面所涂的高温选择性吸收材料厚度为0.025mm〜0.13mm。
[0013] 前述的这种塔式太阳能热发电的吸热器中,两相邻吸热管之间加设柔性材料。由于两相邻吸热管之间加设柔性材料,对吸热管起到防护效果。
[0014] 前述的这种塔式太阳能热发电的吸热器中,蓄热球的直径为ΙΟμπι〜10mm。
[0015] 与现有技术相比,本发明由于在吸热管背光面加设防护板,减小吸热管筒体外冷空气吹扫带走的热损失,在受光面加高温选择性吸收材料图层,大幅度提高吸热量;在吸热管内以蓄热球为载热工质,吸热为流太化的体而不是固定面,使辐射流密度过高处吸热分散,减小吸热器的局部过热烧蚀或导致应力破坏现象,并且吸热流化体比吸热面具有更好的吸收热震功能;将上集箱下端的上连接管对称分布,通过吊杆吊于支吊梁时偏心力减小,均衡吸热管受力,延长其使用寿命;高空保温箱外风速较大,在绝热层内设置保温层,更好的防止散热;由于两相邻吸热管之间加设柔性材料,对吸热管起到防护效果。
[0016] 在吸热管被光面冷空气流动会带走吸热管表面温度,吸热管背光面筒体外加设防护板,避免冷空气的吹扫,减小了吸热管的散热损失,这样设计光热转化率大于88%,比以往光热转化率提高近5个百分点。采用流化蓄热球进行吸热,由以往的单面吸热变为流动体吸热,定日镜把辐射热流聚集成高密度的辐射热流入射到吸热器表面,由蓄热球进行吸收并进行储存,以流动方式进行传递,将辐射热流密度过高的温度进行分散,大大减小了吸热器的局部过热烧蚀或导致应力破坏现象。太阳的移动不均匀的辐射流随着时间不断移动,会差生热震,吸热体具有吸收热震功能。
附图说明
[0017] 图1是本发明的整体结构示意图;
[0018] 图2是上集箱的结构示意图;
[0019] 图3是下集箱的结构示意图;
[0020] 图4是保温装置的平面剖视图。
[0021] 附图中的标记为:1_支吊梁,2-吊杆,3-下集箱,4-保温装置,5-上集箱,6-下连接管,7-上端口,8-上连接管,9-吸热管,10-下端口,11-防护板,12-保温层,13-绝热层,14-加热装置。具体实施方式
[0022] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明,但并不作为对本发明限制的依据。
[0023] 本发明的实施例1:如图1所示,一种塔式太阳能热发电的吸热器,包括下集箱3、保温装置4、上集箱5、和吸热管9,吸热管9两端分别设有上集箱5和下集箱3,在吸热管9与上集箱5和下集箱3连接处均设有保温装置4,吸热管9背光面设有防护板11,吸热管9受光面涂有高温选择性吸收材料,保温装置4布置于吸热器内侧。
[0024] 吸热管9内的载热工质为带有蓄热球的导热油。
[0025] 上集箱5上设有支吊梁1,并通过吊杆2将上集箱5与支吊梁I连接。
[0026] 如图2所示,上集箱5上端还设有上端口 7,上集箱5下端设有对称分布的上连接管8。
[0027] 如图3所示,下集箱3上端设有下连接管6,下集箱3下端设有下端口 10。
[0028] 如图4所示,保温装置4包括保温层12和绝热层13,保温层12设于绝热层13内部。
[0029] 保温层12内壁上还设有加热装置14。
[0030] 所述吸热管9受光面所涂的高温选择性吸收材料厚度为0.025_。
[0031] 两相邻吸热管9之间加设柔性材料。
[0032] 蓄热球的直径为10 μ m。
[0033] 本发明的实施例2:如图1所示,一种塔式太阳能热发电的吸热器,包括下集箱3、保温装置4、上集箱5、和吸热管9,吸热管9两端分别设有上集箱5和下集箱3,在吸热管9与上集箱5和下集箱3连接处均设有保温装置4,吸热管9背光面设有防护板11,吸热管9受光面涂有高温选择性吸收材料。
[0034] 吸热管9内的载热工质为带有蓄热球的水。
[0035] 上集箱5上设有支吊梁1,并通过吊杆2将上集箱5与支吊梁I连接。
[0036] 如图2所示,上集箱5上端还设有上端口 7,上集箱5下端设有对称分布的上连接管8。
[0037] 如图3所示,下集箱3上端设有下连接管6,下集箱3下端设有下端口 10。
[0038] 如图4所示,保温装置4包括保温层12和绝热层13,保温层12设于绝热层13内部。
[0039] 保温层12内壁上还设有加热装置14。
[0040] 所述吸热管9受光面所涂的高温选择性吸收材料厚度为0.075mm。
[0041] 两相邻吸热管9之间加设柔性材料。
[0042] 蓄热球的直径为1mm。
[0043] 本发明的实施例3:如图1所示,一种塔式太阳能热发电的吸热器,包括下集箱3、保温装置4、上集箱5、和吸热管9,吸热管9两端分别设有上集箱5和下集箱3,在吸热管9与上集箱5和下集箱3连接处均设有保温装置4,吸热管9背光面设有防护板11,吸热管9受光面涂有高温选择性吸收材料。
[0044] 吸热管9内的载热工质为流动性蓄热球。[0045] 上集箱5上设有支吊梁1,并通过吊杆2将上集箱5与支吊梁I连接。
[0046] 如图2所示,上集箱5上端还设有上端口 7,上集箱5下端设有对称分布的上连接管8。
[0047] 如图3所示,下集箱3上端设有下连接管6,下集箱3下端设有下端口 10。
[0048] 如图4所示,保温装置4包括保温层12和绝热层13,保温层12设于绝热层13内部。
[0049] 保温层12内壁上还设有加热装置14。
[0050] 所述吸热管9受光面所涂的高温选择性吸收材料厚度为0.13mm。
[0051] 两相邻吸热管9之间加设柔性材料。
[0052] 蓄热球的直径为10mm。
[0053] 本发明工作原理:通入载热工质前通过加热装置先对保温装置4、上集箱5和下集箱3进行加热,达到230°C以上将载热工质通入吸热管9。
[0054] 定日镜把辐射热流聚集成高密度的辐射热流入射到吸热器表面,透过吸热管9由蓄热球吸收,蓄热球吸收太阳光后温度逐渐升高,与低温蓄热球发生换热,将热传递至保温装置4,再由上端口将热蒸汽送出进行发电。

Claims (10)

1.一种塔式太阳能热发电的吸热器,包括下集箱(3)、保温装置(4)、上集箱(5)、和吸热管(9),吸热管(9)两端分别设有上集箱(5)和下集箱(3),在吸热管(9)与上集箱(5)和下集箱(3)连接处均设有保温装置(4),其特征在于:吸热管(9)背光面设有防护板(11),吸热管(9)受光面涂有高温选择性吸收材料,保温装置(4)布置于吸热器内侧。
2.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能热发电的吸热器,其特征在于:吸热管(9)内的载热工质为带有蓄热球的水或导热油。
3.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能热发电的吸热器,其特征在于:上集箱(5)上设有支吊梁(1),并通过吊杆(2)将上集箱(5)与支吊梁(I)连接。
4.根据权利要求3所述的一种塔式太阳能热发电的吸热器,其特征在于:上集箱(5)上端还设有上端口(7),上集箱(5)下端设有对称分布的上连接管(8)。
5.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能热发电的吸热器,其特征在于:下集箱(3)上端设有下连接管(6 ),下集箱(3 )下端设有下端口( 10 )。
6.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能热发电的吸热器,其特征在于:保温装置(4)包括保温层(12)和绝热层(13),保温层(12)设于绝热层(13)内部。
7.根据权利要求6所述的一种塔式太阳能热发电的吸热器,其特征在于:保温层(12)内壁上还设有加热装置(14)。
8.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能热发电的吸热器,其特征在于:所述吸热管(9)受光面所涂的高温选择性吸收材料厚度为0.025mm〜0.13mm。
9.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能热发电的吸热器,其特征在于:两相邻吸热管(9)之间加设柔性材料。
10.根据权利要求2所述的一种塔式太阳能热发电的吸热器,其特征在于: 蓄热球的直径为10 μ m〜10mm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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