CN104236143A - 一种吸热器管屏的固定结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吸热器管屏的固定结构，包括组成管屏本体的受热管、固定管夹组和滑动管夹组、支撑管屏的刚性框架，所述固定管夹组设置于膨胀零点P上，滑动管夹组间隔h设置于固定管夹组的上、下侧。在管屏垂直方向中部设置固定管夹组，向上、向下根据管屏高度每隔距离h设置滑动管夹组，既保证了管屏垂直方向的刚度需求，同时管夹组内每个管夹分别与单独的受热管焊接，允许每个受热管都可以以管屏垂直方向中部固定点为膨胀零点独立向上或向下自由膨胀，避免了受热管因光斑能流密度的不均和管内工质流量不均而产生弯曲变形；单管相对独立的固定结构也使现场的管屏维护、换管变得简单易行。
Description
技术领域
本发明涉及一种吸热器管屏的固定结构，尤其涉及一种带固定和滑动管夹组的吸热器管屏结构，能够使吸热器管屏上、下自由膨胀，属于太阳能吸热器技术领域。
背景技术
在塔式太阳能热发电系统中，太阳能吸热器是其关键设备之一，吸热器作为塔式太阳能热电站的核心设备，其作用是将定日镜场聚焦得到的高热流密度的太阳能转化为工质热能。
目前，独立的受热面管屏经上部集箱吊挂承重或采用下部集箱支撑承重；管屏内单个受热管的固定多采用常见的梳形板结构，整个管屏结构可以在垂直方向自由膨胀，受热管也可以整体向上或者向下膨胀，但是管屏内部单个受热管不能自由膨胀。
热流密度不均将导致受热管吸热不均，这样，相邻管子金属温度可能不同，造成单根管子热膨胀位移不一致；但是梳形板是将管屏内的每根管子连成一体，管屏上下两梳形板之间管子只能同时膨胀，这样就阻止了温度较高的管子自由膨胀，将导致两梳形板之间管子弯曲、变形甚至破坏。因此，在光斑热流密度不均，以及管内工质流量分配不均的情况下，限制了管屏内个别受热管沿垂直方向的自由膨胀，容易导致受热管严重变形、损坏，不便于检修时的换管操作。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种使受热管能够自由膨胀的吸热器管屏的固定结构，采用固定和滑动管夹组实现管屏的固定，管夹组包括若干个管夹，每个管夹分别与管屏内的单独的受热管焊接，每个受热管都可以以管屏垂直方向固定点为膨胀零点独立向上或向下自由膨胀，保证管屏内单个受热管在吸热器运行中不出列、变形；解决现有吸热器管屏的单个受热管不能够自由的向上或者向下膨胀，在光斑热流密度不均，以及管内工质流量分配不均的情况下容易导致受热管的严重变形、损坏，不便于检修时的换管的技术问题，从而能有效的解决上述现有技术中存在的问题。
本发明目的通过下述技术方案来实现：一种吸热器管屏的固定结构，包括组成管屏本体的受热管、支撑管屏的刚性框架、固定管夹组和滑动管夹组，所述固定管夹组包括耳板、销轴、卡块、支腿和T形钢，所述耳板的一端与受热管固定，另一端套接于销轴上，卡块设于销轴上，且卡块限制耳板沿销轴竖直方向上的滑动，卡块所在位置为管屏垂直方向的膨胀零点P；销轴的底部与T形钢固定，T形钢固定于支腿上，支腿固定于刚性框架上；所述滑动管夹组包括耳板、销轴、支腿和T形钢，所述耳板的一端与受热管固定，另一端套接于销轴上，且能够沿着销轴在竖直方向上滑动，销轴的底部与T形钢固定，T形钢固定于支腿上，支腿固定于刚性框架上；所述固定管夹组设置于膨胀零点P上，滑动管夹组间隔h设置于固定管夹组的上、下侧。
作为一种优选方式，在受热面管屏膨胀中心位置设置了固定管夹组。
作为一种优选方式，在受热面管屏膨胀中心上下位置设置了滑动管夹组。
作为一种优选方式，T形钢的长度与管屏的宽度相同。
作为一种优选方式，所述支腿沿着管屏宽度方向上间隔L设置。
与现有技术相比，本发明所述吸热器管屏固定结构的有益效果为：在管屏垂直方向中部设置固定管夹组，向上、向下根据管屏高度每隔距离h设置滑动管夹组，既保证了管屏垂直方向的刚度需求，同时管夹组内每个管夹分别与单独的受热管焊接，允许每个受热管都可以以管屏垂直方向中部固定点为膨胀零点独立向上或向下自由膨胀，避免了受热管因光斑能流密度的不均和管内工质流量分配不均而产生弯曲变形；单管相对独立的固定结构也使现场的管屏维护、换管变得简单易行。
附图说明
图1是本发明管屏的侧视结构示意图。
图2是本发明管屏的俯视结构示意图。
图3为图1中固定管夹组的结构示意图。
图4为图1中滑动管夹组的结构示意图。
其中：1-固定管夹组， 2-滑动管夹组， 3-受热管， 4-耳板， 5-销轴， 6-卡块， 7-刚性框架， 8-支腿， 9-T形钢。
P点：受热管的膨胀零点。
L：管夹组中的支腿沿着管屏宽度方向上的间隔距离。
h：滑动管夹组在管屏上设置的间隔距离。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。
实施例1
如图1、2所示，一种吸热器管屏固定结构，其包括组成管屏本体的受热管3、支撑管屏的刚性框架7、固定管夹组1和滑动管夹组2。在具体的实施过程中，管屏是由多个光管受热管紧密排列而成，在每根受热管上都设置了管夹，而位于同一水平位置的管夹形成一个管夹组。所述固定管夹组设置于管屏垂直方向的中部，通过卡块设置实现管屏的固定；所述滑动管夹组则不设置卡块以实现管子的自由膨胀，滑动管夹组以固定管夹组所在位置为膨胀零点，沿着管屏向上、向下根据管屏高度每隔距离h设置一排，每一排管夹组内的每个管夹（包含固定管夹组和滑动管夹组）分别与单独的受热管焊接，使得每个受热管都可以以管屏垂直方向固定点为膨胀零点独立向上或向下自由膨胀。
滑动管夹组的间隔距离h和滑动管夹组排数根据管屏结构长度和应力计算结果确定，具体的计算方法为：根据受热管屏长度、受热管规格、材质以及管屏所受外部荷载等输入条件，计算出满足管屏自身结构刚度要求的2组管夹组之间的最小尺寸即为h。
例如某受热管屏总长为10m，结合实际设计条件计算出2组管夹组之间的最小尺寸为1.5m，取h=1500mm。假设将固定管夹组设于管屏中心线处，那么固定点上下可分别设3组滑动管夹组。
另外，根据管屏自身结构的刚度及强度要求和管屏所受外部荷载大小来确定管夹组的数量。
如图4所示，所述滑动管夹组2包括耳板4、销轴5、支腿8和T形钢9。所述耳板4的一端与受热管3固定，另一端套接于销轴5上，且能够沿着销轴5在竖直方向上滑动，保证每个受热管可以自由膨胀；使得耳板能够沿着销轴上下滑动，进而保证与之相连的受热管能够随着该滑动而产生局部位移。销轴5的底部与T形钢9固定，T形钢9固定于支腿8上，T形钢9的长度与管屏的宽度相同，支腿8固定于刚性框架7上。每个固定管夹的销轴通过与T 形钢的焊接完成管夹与管屏刚性框架连接，保证管屏内单个受热管在吸热器运行中不出列、变形。
如图3所示，所述固定管夹组1包括耳板4、销轴5、卡块6、支腿8和T形钢9，所述耳板4的一端与受热管3固定，另一端套接于销轴5上，卡块6设于销轴5上，且卡块6限制耳板4沿销轴5竖直方向上的滑动，使得该处卡块6所在位置为管屏垂直方向的膨胀零点P。即，通过卡块6来现在耳板4与销轴5之间的滑动，从而使得该处的管夹成为一个固定的结构，当发生膨胀时，该处不会发生任何的位移。销轴5的底部与T形钢9固定，T形钢9固定于支腿8上，T形钢9的长度与管屏的宽度相同，支腿8固定于刚性框架7上，每个固定管夹的销轴5即是通过与T 形钢9的焊接完成管夹与管屏刚性框架连接，保证管屏内单个受热管在吸热器运行中不出列、变形。
所述支腿沿着管屏宽度方向上间隔L设置。每排的管夹（包括固定管夹和滑动管夹）以管夹组的形式与管屏刚性框架连接。
L具体值将根据管屏总宽度和应力计算结果确定。具体的计算方法为：根据受热管屏宽度、受热管规格、材质以及管屏所受外部荷载等输入条件，计算出满足管屏自身结构刚度要求的2个支腿之间的最小尺寸即为L。
例如某受热管屏宽度为6m，结合实际设计条件计算出2个支腿之间的最小尺寸为1.5m，取h=1500mm。假设将其中一个支腿布置在管屏宽度中心线处，那么可设置3个支腿。
本发明的工作原理为：
在吸热器受热管屏垂直方向中部设置固定管夹组，向上、向下根据管屏高度每隔距离h设置滑动管夹组，既保证了管屏垂直方向的刚度需求，同时管夹组内每个管夹分别与单独的受热管焊接，允许每个受热管都可以以管屏垂直方向中部固定点为膨胀零点独立向上或向下自由膨胀，避免了受热管因光斑能流密度的不均和管内工质流量分配不均而产生弯曲变形。
若受热面受光侧热流密度不均，或者相邻受热管内工质流量分配不均，将导致受热管吸热不均，这样，相邻管子金属温度可能不同，势必会造成单根管子热膨胀位移不一致；但是通过本发明所述的固定结构是将管屏内的每根管子单独固定，可实现相邻管子单独自行膨胀而互不干涉，这样因管子壁温不同而存在胀差也不会导致管子弯曲、变形。
另外，单管相对独立的固定结构也使现场的管屏维护、换管变得简单易行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种吸热器管屏的固定结构，包括组成管屏本体的受热管（3）和支撑管屏的刚性框架（7），其特征在于：还包括固定管夹组（1）和滑动管夹组（2），所述固定管夹组（1）包括耳板（4）、销轴（5）、卡块（6）、支腿（8）和T形钢（9），所述耳板（4）的一端与受热管（3）固定，另一端套接于销轴（5）上，卡块（6）设于销轴（5）上，且卡块（6）限制耳板（4）沿销轴（5）竖直方向上的滑动，卡块（6）所在位置为管屏垂直方向的膨胀零点P；销轴（5）的底部与T形钢（9）固定，T形钢（9）固定于支腿（8）上，支腿（8）固定于刚性框架（7）上；所述滑动管夹组（2）包括耳板（4）、销轴（5）、支腿（8）和T形钢（9），所述耳板（4）的一端与受热管（3）固定，另一端套接于销轴（5）上，且能够沿着销轴（5）在竖直方向上滑动，销轴（5）的底部与T形钢（9）固定，T形钢（9）固定于支腿（8）上，支腿（8）固定于刚性框架（7）上；所述固定管夹组（1）设置于膨胀零点P上，滑动管夹组（2）间隔h设置于固定管夹组（1）的上、下侧。
2.如权利要求1所述的吸热器管屏的固定结构，其特征在于：T形钢（9）的长度与管屏的宽度相同。
3.如权利要求1所述的吸热器管屏的固定结构，其特征在于：所述支腿（8）沿着管屏宽度方向上间隔L设置。
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