CN105758010B - 一种线性菲涅尔吸热器二次反射镜固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线性菲涅尔吸热器二次反射镜固定装置，包括支撑框架，支撑框架的底面横梁上开设有安装孔，二次反射镜通过穿过安装孔的连接件与底面横梁连接；支撑框架的顶部横梁之间架设有多个立板，二次反射镜的背面设有固定扣，纵杆串连固定扣上开设的过孔和立板上开设的槽道；纵杆能够在槽道内沿垂直于长度方向移动，固定扣能够在纵杆上沿长度方向滑动。本发明既能够向二次反射镜提供足够的膨胀空间，又能使变形受到控制，减少线性菲涅耳吸热器二次反射镜受热后膨胀带来的不利影响，提高吸热器的稳定性和可靠性，保证比较好的聚光效果。

Description

一种线性菲涅尔吸热器二次反射镜固定装置

技术领域

本发明属于太阳能光热发电技术领域，涉及一种线性菲涅尔吸热器二次反射镜固定装置。

背景技术

太阳能热发电技术是通过聚光器将太阳能聚集起来转化为热能，然后产生高温高压蒸汽驱动汽轮机发电。线性菲涅尔式太阳能聚光热发电技术是目前太阳能热发电的一种常见的形式，通过多面线性反射镜构成的一次镜场将太阳光会聚成线状光斑，然后利用接收器，通过导热流体将光照产生的高温吸收并传递到换热器。在换热器中导热流体的热量被用于加热水生成水蒸气，进而利用水蒸气驱动汽轮机做功发电。

在整个线性菲涅尔集热系统中，吸热器负责吸收一次镜场反射的太阳辐射，将集热介质加热到高温，是很关键的组件。吸热器的能量吸收效率直接关系到最终光能到电能的转化效率。由于太阳能热发电技术中对于聚光比的要求以及接收器宽度有限，线性菲涅耳技术中，采用较窄的反射镜阵列并且对反射镜做弯曲处理降低反射镜照射到吸热器上的光斑宽度，同时安装二次反射镜，用于对照射到吸热器入口的辐射二次聚焦，提高聚光比将集热介质加热到更高的温度。

吸热器中二次反射镜可以采用不同的反射材料，包括镜面不锈钢在内的金属材料以及玻璃镜等，实际运行中，由于照射到二次反射镜上的辐射密度高，高达20kW/m2，二次反射镜吸收的热量比例虽然小，但也足以使自身的温度升高，并产生膨胀。如安装结构上未留出足够膨胀空间，会影响二次反射镜的面形精度，降低二次聚光效率，严重的可能会造成二次反射镜的损坏。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种线性菲涅尔吸热器二次反射镜固定装置，减少线性菲涅耳吸热器二次反射镜受热后膨胀带来的不利影响，提高吸热器的稳定性和可靠性。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种线性菲涅尔吸热器二次反射镜固定装置，包括支撑框架，支撑框架的底面横梁上开设有安装孔，二次反射镜通过穿过安装孔的连接件与底面横梁连接；支撑框架的顶部横梁之间架设有多个立板，二次反射镜的背面设有固定扣，纵杆串连固定扣上开设的过孔和立板上开设的槽道；纵杆能够在槽道内沿垂直于长度方向移动，固定扣能够在纵杆上沿长度方向滑动。

所述的固定扣粘连在二次反射镜的背面，纵杆在长度方向呈直线，固定扣在纵杆上的滑动，提供了二次反射镜受热变形后在长度方向上的移动空间；

二次反射镜在垂直长度方向内发生变形时，固定扣相应移动并带着纵杆；纵杆的移动会受到立板的约束，固定扣的移动也受到约束。

所述立板上的槽道能够满足纵杆的移动，其形状根据二次反射镜不同温度下变形时固定扣的移动轨迹设计，提供二次反射镜受热变形后在垂直于长度方向上的移动空间；保证设计温度下二次反射镜的面形满足设计要求。

所述的纵杆为长杆，能够沿长度方向穿过二次反射镜背后的多个固定扣和立板；

或者，所述的纵杆为短杆，其将所穿过的固定扣的移动限制于相邻近的立板的槽道中。

所述的固定扣在二次反射镜的背面对称分布，提高二次反射镜变形的对称性。

固定扣设置在二次反射镜形变剧烈处，相邻距离根据效控制二次反射镜变形需求确定。

所述的底面横梁对二次反射镜底部提供支撑，其与二次反射镜的连接为连接件依次穿过二次反射镜底部边沿和安装孔再与配合件连接；所述的连接包括固定连接和活动连接，固定连接时连接件与配合件夹紧二次反射镜，活动连接时连接件能够在安装孔内移动。

所述的二次反射镜沿长度方向的中间部分采用固定连接，两侧部分采用活动连接，允许二次反射镜在两侧自由膨胀；

采用活动连接时，所述的安装孔为长条孔，活动连接时连接件能够在安装孔内自由移动。

所述的支撑框架的顶部横梁之间还架设有耐高温定形材料，其朝向二次反射镜的一面与二次反射镜的背面形状相匹配。

在支撑框架的底面横梁支撑下，在设计温度时，耐高温定形材料与二次反射镜相接触，并使得二次反射镜的反射面满足其设计要求。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的线性菲涅尔吸热器二次反射镜固定装置，通过在在二次反射镜背面设置固定扣，纵杆依次穿过固定扣和立板；槽道供纵杆在内移动，提供二次反射镜受热后在垂直于长度方向上的移动空间，固定扣可在纵杆上滑动，提供了二次反射镜受热后在长度方向上的移动空间；而另一方面，二次反射镜在垂直长度方向内发生变形时，固定扣会相应移动，由于固定扣同时带有纵杆，而纵杆要穿过立板上的槽道，因此固定扣的移动也受到约束；这样本发明既能够向二次反射镜提供足够的膨胀空间，又能使变形受到控制。

本发明提供的线性菲涅尔吸热器二次反射镜固定装置，在保证二次反射镜与支撑框架的相对位置，还通过支撑框架底面横梁上的开孔采用长条孔，连接件能够在安装孔内自由移动，提供二次反射镜受热后在长度方向上的移动空间；让二次反射镜在两侧自由膨胀。

本发明提供的线性菲涅尔吸热器二次反射镜固定装置，克服了二次反射镜受热后并产生膨胀，影响二次反射镜的面形精度，降低二次聚光效率的缺陷，减少线性菲涅耳吸热器二次反射镜受热后膨胀带来的不利影响，提高吸热器的稳定性和可靠性，保证比较好的聚光效果。

附图说明

图1为线性菲涅耳吸热器二次反射镜固定装置的结构示意图。

图2为线性菲涅耳吸热器二次反射镜固定装置顶部结构示意图。

图3为线性菲涅耳吸热器二次反射镜固定装置的正面视图。

图4a、图4b为线性菲涅耳吸热器二次反射镜固定装置底部的结构示意图。

图5为线性菲涅耳吸热器二次反射镜固定装置中带有耐高温定形材料的结示意构图。

图中，1.二次反射镜，2.支撑框架，21.安装孔，3.立板，31.槽道，4.耐高定形温材料，5.固定扣，6.纵杆，7.连接件，8.配合件。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

参见图1～图5，本发明提供的一种线性菲涅尔吸热器二次反射镜固定装置，包括支撑框架2，支撑框架2的底面横梁上开设有安装孔21，二次反射镜1通过穿过安装孔21的连接件7与底面横梁连接；支撑框架2的顶部横梁之间架设有多个立板3，二次反射镜1的背面设有固定扣5，纵杆6串连固定扣5上开设的过孔和立板3上开设的槽道31；纵杆6能够在槽道31内沿垂直于长度方向移动，固定扣5能够在纵杆6上沿长度方向滑动。

进一步的，所述的固定扣5粘连在二次反射镜1的背面，纵杆6在长度方向呈直线，固定扣5在纵杆6上的滑动，提供了二次反射镜1受热变形后在长度方向上的移动空间；

二次反射镜1在垂直长度方向内发生变形时，固定扣5相应移动并带着纵杆6；纵杆6的移动会受到立板3的约束，固定扣5的移动也受到约束。

所述立板3上的槽道31能够满足纵杆6的移动，其形状根据二次反射镜1不同温度下变形时固定扣5的移动轨迹设计，提供二次反射镜1受热变形后在垂直于长度方向上的移动空间；保证设计温度下二次反射镜1的面形满足设计要求。

具体的，如图1所示，线性菲涅耳吸热器二次反射镜固定结构，包括二次反射镜1和支撑框架2；支撑框架底面横梁上安装有开孔21，用于从底部对二次反射镜1进行支撑；二次反射镜1背面粘有固定扣5，固定扣5上开有通孔，在长度方向呈直线的固定扣5内穿入纵杆6，纵杆6同时穿过支撑框架2上的立板3，立板3上开有槽道31供纵杆6在内移动，提供二次反射镜1受热后在垂直于长度方向上的移动空间，固定扣5可在纵杆6上滑动，提供了二次反射镜受热后在长度方向上的移动空间。

如图2、图3所示，纵杆6可以采用较长的设计，穿过沿长度方向一个二次反射镜1背后的多个固定扣5，保证二次反射镜1在该固定扣位置处变形的一致性。纵杆6也可以采用较短的设计，能将所穿过的固定扣5的移动限制到邻近的立板3的槽道中即可。

固定扣5建议在二次反射镜1上对称分布，提高二次反射镜1变形的对称性。固定扣5宜选择在二次反射镜1变形较大处，距离以能有效控制二次反射镜1变形为宜。

二次反射镜1在垂直长度方向内发生变形时，固定扣5会相应移动，由于固定扣5同时带有纵杆6，而纵杆6要穿过立板3上的槽道31，因此固定扣5的移动也受到约束。槽道31须根据二次反射镜1不同温度下变形时固定扣5的移动轨迹进行设计，保证设计温度下二次反射镜1的面形满足设计要求。

因此，所述的纵杆6为长杆，能够沿长度方向穿过二次反射镜1背后的多个固定扣5和立板3；

或者，所述的纵杆6为短杆，其将所穿过的固定扣5的移动限制于相邻近的立板3的槽道31中。

所述的固定扣5在二次反射镜1的背面对称分布，提高二次反射镜1变形的对称性。

固定扣5设置在二次反射镜1形变剧烈处，相邻距离根据效控制二次反射镜1变形需求确定。

进一步的，所述的底面横梁对二次反射镜1底部提供支撑，其与二次反射镜1的连接为连接件7依次穿过二次反射镜1底部边沿和安装孔21再与配合件8连接；所述的连接包括固定连接和活动连接，固定连接时连接件7与配合件夹紧二次反射镜1，活动连接时连接件7能够在安装孔21内移动。

所述的二次反射镜1沿长度方向的中间部分采用固定连接，两侧部分采用活动连接，允许二次反射镜在两侧自由膨胀；

采用活动连接时，所述的安装孔21为长条孔，活动连接时连接件7能够在安装孔内自由移动。

具体的，如图4a、图4b所示，其中图4a展示了支撑框架2底面横梁上所开的安装孔21，图4b显示了安装节后的状态。用螺栓穿过二次反射镜1底部边沿，再穿入到支持框架2底面横梁上的孔21内，将螺母与螺栓拧上，实现二次反射镜1在支撑框架2上的固定。螺母要固定在螺栓上，保证二次反射镜1变形时螺栓能够在长条孔21内自由移动。

但不是所有二次反射镜1与支撑框架2底面连接的螺栓7都能够在支撑框架2底面上自由滑动，需要至少一个位置是固定的，保证二次反射镜1与支撑框架2的相对位置，该位置建议选择在二次反射镜1沿长度方向的中间，让二次反射镜在两侧自由膨胀。

进一步的，所述的支撑框架2的顶部横梁之间还架设有耐高温定形材料4，其朝向二次反射镜1的一面与二次反射镜1的背面形状相匹配。

在支撑框架2的底面横梁支撑下，在设计温度时，耐高温定形材料4与二次反射镜1相接触，并使得二次反射镜1的反射面满足其设计要求。

具体如图5所示，耐高温定形材料4固定在支撑框架2上，它与二次反射镜1相靠近的一面经过仔细设计，保证在设计温度下，二次反射镜1支撑到耐高温定形材料4上，使得二次反射镜1的反射面满足设计要求。

本发明提供的线性菲涅尔吸热器二次反射镜固定装置，既能够向二次反射镜提供足够的膨胀空间，又能使变形受到控制，减少线性菲涅耳吸热器二次反射镜受热后膨胀带来的不利影响，提高吸热器的稳定性和可靠性，保证比较好的聚光效果。

以上给出的实施例是实现本发明较优的例子，本发明不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本发明技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种线性菲涅尔吸热器二次反射镜固定装置，其特征在于，包括支撑框架(2)，支撑框架(2)的底面横梁上开设有安装孔(21)，二次反射镜(1)通过穿过安装孔(21)的连接件(7)与底面横梁连接；支撑框架(2)的顶部横梁之间架设有多个立板(3)，二次反射镜(1)的背面设有固定扣(5)，纵杆(6)串连固定扣(5)上开设的过孔和立板(3)上开设的槽道(31)；纵杆(6)能够在槽道(31)内沿垂直于长度方向移动，固定扣(5)能够在纵杆(6)上沿长度方向滑动。

2.如权利要求1所述的线性菲涅尔吸热器二次反射镜固定装置，其特征在于，所述的固定扣(5)粘连在二次反射镜(1)的背面，纵杆(6)在长度方向呈直线，固定扣(5)在纵杆(6)上的滑动，提供了二次反射镜(1)受热变形后在长度方向上的移动空间；

二次反射镜(1)在垂直长度方向内发生变形时，固定扣(5)相应移动并带着纵杆(6)；纵杆(6)的移动会受到立板(3)的约束，固定扣(5)的移动也受到约束。

3.如权利要求1或2所述的线性菲涅尔吸热器二次反射镜固定装置，其特征在于，所述立板(3)上的槽道(31)能够满足纵杆(6)的移动，其形状根据二次反射镜(1)不同温度下变形时固定扣(5)的移动轨迹设计，提供二次反射镜(1)受热变形后在垂直于长度方向上的移动空间；保证设计温度下二次反射镜(1)的面形满足设计要求。

4.如权利要求1所述的线性菲涅尔吸热器二次反射镜固定装置，其特征在于，所述的纵杆(6)为长杆，能够沿长度方向穿过二次反射镜(1)背后的多个固定扣(5)和立板(3)；

或者，所述的纵杆(6)为短杆，其将所穿过的固定扣(5)的移动限制于相邻近的立板(3)的槽道(31)中。

5.如权利要求1所述的线性菲涅尔吸热器二次反射镜固定装置，其特征在于，所述的固定扣(5)在二次反射镜(1)的背面对称分布，提高二次反射镜(1)变形的对称性。

6.如权利要求1所述的线性菲涅尔吸热器二次反射镜固定装置，其特征在于，固定扣(5)设置在二次反射镜(1)形变剧烈处，相邻距离根据效控制二次反射镜(1)变形需求确定。

7.如权利要求1～6任何一项所述的线性菲涅尔吸热器二次反射镜固定装置，其特征在于，所述的底面横梁对二次反射镜(1)底部提供支撑，其与二次反射镜(1)的连接为：连接件(7)依次穿过二次反射镜(1)底部边沿和安装孔(21)，再与配合件(8)连接；

所述的连接包括固定连接和活动连接，固定连接时连接件(7)与配合件夹紧二次反射镜(1)，活动连接时连接件(7)能够在安装孔(21)内移动。

8.如权利要求7所述的线性菲涅尔吸热器二次反射镜固定装置，其特征在于，所述的二次反射镜(1)沿长度方向的中间部分采用固定连接，两侧部分采用活动连接，允许二次反射镜在两侧自由膨胀；

采用活动连接时，所述的安装孔(21)为长条孔，活动连接时连接件(7)能够在安装孔内自由移动。

9.如权利要求8所述的线性菲涅尔吸热器二次反射镜固定装置，其特征在于，所述的支撑框架(2)的顶部横梁之间还架设有耐高温定形材料(4)，其朝向二次反射镜(1)的一面与二次反射镜(1)的背面形状相匹配。

10.如权利要求9所述的线性菲涅尔吸热器二次反射镜固定装置，其特征在于，在支撑框架(2)的底面横梁支撑下，在设计温度时，耐高温定形材料(4)与二次反射镜(1)相接触，并使得二次反射镜(1)的反射面满足其设计要求。