CN104964464A - 用于线聚光热发电的吸热器 - Google Patents

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徐海卫
郑建涛
裴杰
徐越
许世森
刘明义
曹传钊
李晴
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Abstract

用于线聚光热发电的吸热器，包括二次反射镜及真空或非真空集热管，真空集热管为矩形偏心安装在矩形真空集热管的玻璃外管中；通过变径接头将矩形真空集热管道主体末端的矩形管道转变成圆形管道，同时将两者之间的空间抽真空处理；非真空集热管为矩形集热管道或者为非真空并列焊接的两根圆形集热管，或者为形状是8字形的集热管,非真空集热管的中心与二次反射镜组装距离小于集热管宽度的一半，二次反射镜开口处安装挡风玻璃，使用时，射到二次反射镜内的辐射都能够照射到矩形真空集热管4或非真空集热管5集热管的表面，减少了光学损失，在现有集热器效率的基础上提高10-20％。

Description

用于线聚光热发电的吸热器
技术领域
本发明涉及太阳能热发电技术,特备涉及一种特高吸热效率的用于线聚光热发电的吸热器。
背景技术
我国的能源资源储量不容乐观，人均资源并不丰富。许多地方，缺乏常规能源资源，但太阳能资源丰富。为提高太阳能热发电效率，一方面采用提高太阳能集热系统出口介质温度，从而提高整个系统的热电转化效率的方法；另一方面提高太阳能热发电各组件、部件的性能及热转化效率。吸热器是太阳能热发电系统中的关键部件之一，应该重点研究提高其效率的措施才能从整体上提高热的利用效率。线聚光太阳能吸热器是涉及多学科的高科技产品，受到国内技术发展水平和现状的制约。
目前常见的线聚光吸热器结构包括二次反射镜及真空集热管的结构，也有采用二次反射镜、非真空集热管再盖上挡风玻璃的结构。一般二次反射镜采用CPC曲线面形，该结构要求采用管状集热管并且壁面与CPC要紧贴，否则会有入射光无法聚焦到集热管，降低集热效率，这就意味着采用普通真空集热管一定存在效率损失。如果采用非真空集热管，则对集热管与二次反射镜的装配有较高要求，考虑到二次反射镜在高辐射照射下会有一定的碰撞，集热管与二次反射镜壁面要留有安全间隙，也会带来聚光损失，影响集热效率。如图1是现有的线聚光集热器结构，目前线聚光集热器包括CPC形状的二次反射镜1，普通真空集热管2，或者包括CPC形状的二次反射镜1、圆形非真空集热管3及挡风玻璃6。由于普通真空集热管2或圆形非真空集热管3与CPC形状的二次反射镜1之间均留有间隙，照射到二次反射镜上的辐射无法全部反射到集热管上，从而产生光学损失。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于线聚光热发电的吸热器，在多列一次反射镜聚光的基础上，进一步采用二次反射镜，将入射光进一步集中，提高集热场的聚光比，将集热介质加热到更到的温度。
为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
用于线聚光热发电的吸热器，包括CPC形状的二次反射镜1和矩形真空集热管4，矩形真空集热管4由矩形集热管道41和玻璃外管42组成，矩形集热管道41在玻璃外管42中偏心安装，矩形真空集热管4与CPC形状的二次反射镜1装配时，矩形集热管道41与二次反射镜1相靠近直到两者之间的距离小于矩形集热管道41宽度的一半，同时玻璃外管42与二次反射镜1及矩形集热管道41之间保持安全距离，确保玻璃外管42不破碎。
所述的矩形集热管道41的矩形集热管道主体411通过两个变径接头412及封接接头413与玻璃外管42通过熔封或压封的方式封接在一起，矩形集热管道41与玻璃外管42之间为真空。
所述的矩形集热管道41外表面镀有选择性吸收涂层。
所述的矩形集热管道41内壁上加工有翅片414，按直线或螺纹状布置。
用于线聚光热发电的吸热器，包括CPC形状的二次反射镜1和非真空集热管5，非真空集热管5为矩形集热管道51，或者为非真空并列焊接的两根圆形集热管52，或者为形状是8字形的集热管53、54,非真空集热管5的中心与二次反射镜1组装距离小于集热管宽度的一半，二次反射镜1开口处安装挡风玻璃6。
所述的非真空集热管(5)外表面镀有选择性吸收涂层。
本发明所述的两种吸热器结构，可以保证入射到二次反射镜内的辐射都能够照射到集热管的表面，减少了光学损失，在现有集热器效率的基础上提高10-20％。
附图说明
图1为现有线聚光集热器结构，其中图1A为一种形式的结构，图1B为另一种形式的结构。
图2为根据本发明第一实施例的采用矩形真空集热管的吸热器结构。
图3为根据本发明第一实施例吸热器中所采用的矩形真空集热管结构。
图4为矩形管内部的翅片结构。
图5为根据本发明第二实施例采用非真空集热管的吸热器结构，其中图5A为非真空集热管是矩形非真空集热管道，图5B为非真空集热管是非真空并列焊接的两根圆形集热管,图5C、图5D为弧形过渡不同的8字形的非真空集热管。
其中各图中附图标记如下：
1-二次反射镜，2-普通真空集热管，21-真空集热管的圆形管道，22-真空集热管的玻璃外管，3-圆形非真空集热管，4-矩形真空集热管，41-矩形真空集热管道，42-矩形真空集热管的玻璃外管，411-矩形真空集热管道主体，412-变径接头，413-封接接头，414-翅片，51-矩形非真空集热管道，52-非真空并列焊接的两根圆形集热管，53、54-两种接近8字形的非真空集热管，6-挡风玻璃。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
参照图2，用于线聚光热发电的吸热器，包括CPC形状的二次反射镜1和矩形真空集热管4，矩形真空集热管4由矩形集热管道41和玻璃外管42组成，矩形集热管道41在玻璃外管42中偏心安装，矩形真空集热管4与CPC形状的二次反射镜1装配时，矩形集热管道41与二次反射镜1相靠近直到两者之间的距离小于矩形集热管道41宽度的一半，同时玻璃外管42与二次反射镜1及矩形集热管道41之间保持安全距离确保玻璃外管42不破碎。
参找图3，所述的矩形集热管道41的矩形集热管道主体411通过两个变径接头412及封接接头413与玻璃外管42通过熔封或压封的方式封接在一起，矩形集热管道41与玻璃外管42之间为真空，是抽真空处理，形成的真空集热管。
所述的矩形集热管道41外表面镀有选择性吸收涂层，增强吸收辐射减少散热损失。
参照图4，所述的矩形集热管道41内壁上加工有翅片414，按直线或螺纹状布置，提高管道的刚度同时强化集热介质与管壁的换热，提高传热效果。
参照图5，用于线聚光热发电的吸热器，包括CPC形状的二次反射镜1和非真空集热管5，非真空集热管5为矩形集热管道51，或者为非真空并列焊接的两根圆形集热管52，或者为形状是8字形的集热管53、54。非真空集热管5的中心与二次反射镜1组装距离小于集热管宽度的一半，二次反射镜1开口处安装挡风玻璃6，减少集热管与环境的对流损失。所述的非真空集热管(5)外表面镀有选择性吸收涂层，增强吸收辐射减少散热损失。非真空集热管53由两根切掉部分圆形集热管直接焊接而成，非真空集热管54与53相比，两根集热管之间的焊接部分增加了弧形过渡。非真空集热管53和54也可以采用挤压成形的方式加工而成。
本发明的工作原理为：使用时，射到二次反射镜1内的辐射都能够照射到矩形真空集热管4或非真空集热管5集热管的表面，减少了光学损失，在现有集热器效率的基础上提高10-20％。
矩形真空集热管4的矩形集热管道41外表面镀有选择性吸收涂层，增强吸收辐射减少散热损失；所述的矩形集热管道41内壁上加工有翅片414，提高管道的刚度同时强化集热介质与管壁的换热，提高传热效果。
在真空集热管5与二次反射镜1组装过程中，将真空集热管5的中心与二次反射镜1相靠近，直到小于真空集热管5宽度的一半，二次反射镜1开口处安装的挡风玻璃，减少集热管与环境的对流损失。
以上所述仅为本发明的一部分具体实施方式，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.用于线聚光热发电的吸热器，其特征在于，包括CPC形状的二次反射镜(1)和矩形真空集热管(4)，矩形真空集热管(4)由矩形集热管道(41)和玻璃外管(42)组成，矩形集热管道(41)在玻璃外管(42)中偏心安装，矩形真空集热管(4)与CPC形状的二次反射镜(1)装配时，矩形集热管道(41)与二次反射镜(1)相靠近直到两者之间的距离小于矩形集热管道41宽度的一半，同时玻璃外管(42)与二次反射镜(1)及矩形集热管道(41)之间保持安全距离确保玻璃外管(42)不破碎。
2.根据权利要求1所述的用于线聚光热发电的吸热器，其特征在于，所述的矩形集热管道(41)的矩形集热管道主体(411)通过两个变径接头(412)及封接接头(413)与玻璃外管(42)通过熔封或压封的方式封接在一起，矩形集热管道(41)与玻璃外管(42)之间为真空。
3.根据权利要求1所述的用于线聚光热发电的吸热器，其特征在于，所述的矩形集热管道(41)外表面镀有选择性吸收涂层。
4.根据权利要求1所述的用于线聚光热发电的吸热器，其特征在于，所述的矩形集热管道(41)内壁上加工有翅片(414)，按直线或螺纹状布置。
5.用于线聚光热发电的吸热器，其特征在于，包括CPC形状的二次反射镜(1)和非真空集热管(5)，非真空集热管(5)为矩形集热管道(51)，或者为非真空并列焊接的两根圆形集热管(52)，或者为形状是8字形的集热管(53、54),非真空集热管(5)的中心与二次反射镜(1)组装距离小于集热管宽度的一半，二次反射镜(1)开口处安装挡风玻璃(6)。
6.根据权利要求5所述的用于线聚光热发电的吸热器，其特征在于，所述 的非真空集热管(5)外表面镀有选择性吸收涂层。
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