CN105987524B - 太阳能塔式定日镜反光镜单元面型调整装置的调整方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能塔式定日镜反光镜单元面型调整装置的调整方法，该装置是由支架、平台和若干个高度可调的支撑杆组成，调整过程中，首先根据定日镜距离目标靶的距离以及所要求的光斑的大小确定出反光镜单元反光表面的曲面方程，然后分别计算出反光表面各对应点的相对高差，将各支撑杆调整到位，将反光镜单元倒扣在调整装置平台上高度已调好的支撑杆上，使得反光镜单元反光表面与所覆盖范围内的所有调整装置上的支撑杆的杆尖相接触，这样就使反光镜单元反光表面达到理想的曲面。本发明方法操作简单，准确度高，可以推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能塔式定日镜反光镜单元面型调整装置的调整方法，属于太阳能塔式热发电技术领域。
背景技术
随着人类对化石能源的疯狂掠取与使用，化石能源日益短缺甚至已濒临枯竭，同时导致人类赖以生存的环境不断恶化。面对这种严峻的形势，世界各国科技工作者纷纷投入到了可再生能源的开发与利用研究之中。
太阳能取之不尽，用之不竭，对它的开发利用是解决化石能源日益短缺的重要手段之一，其中太阳能热发电技术由于其发电品质高、可连续运行等优点在近年来得到了世界各国的广泛关注。太阳能热发电的基本原理是通过聚光器将太阳光汇聚至热转换装置，将太阳能转化为传热流体的高温热能，通过热力循环进行发电。
目前，太阳能热发电技术主要包括：太阳能塔式热发电、太阳能槽式热发电、太阳能碟式发电以及太阳能菲涅尔式发电等。其中，太阳能塔式热发电是太阳能热发电的重要形式。因其热传递路程短、热损耗少、聚光比和温度较高等特点，所以极适合于大规模并网发电。定日镜系统是塔式发电的重要组成部分，它的性能直接影响着塔式发电的效率。另外，定日镜成本几乎占到塔式发电总投资的50％，因此，对定日镜的研究便显得尤为重要。提高定日镜的性能，降低定日镜的成本具有重要意义。通常定日镜系统是由多个反光镜单元组成的，每个反光镜单元的反光表面都是具有一定曲率半径的曲面，而非平面，以便把太阳光聚集在一个较小的区域内。定日镜最终的聚光效果直接取决于反光镜单元的聚光效果，如何才能获得理想的反光镜单元曲面呢？通常的做法是，将反光镜单元的反光表面的法向与太阳光的入射成一定的角度，将反射光线射向某一固定的位置，用人眼观察所形成的光斑，通过调整反光镜单元支架上的反光表面的支撑杆，使得光斑达到比较理想的状态。然而,这种调节面型的方法有很大的局限性。因为需要将反光镜单元对着太阳，因此调整面型就必须依赖于太阳的辐照。如果遇到阴天或太阳辐照较低时，就无法调整面型，这样一来，调整一面定日镜的周期就会很长，换言之，也就是塔式太阳能热发电镜场建设周期就会很长。无形之中大大增加了电站的建设成本。
发明内容
本发明针对目前调整定日镜反光镜单元面型，必须依赖太阳辐照，而造成调整周期较长的技术缺陷，提供了一种太阳能塔式定日镜反光镜单元面型调整装置的调整方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种太阳能塔式定日镜反光镜单元面型调整装置的调整方法，包括以下步骤：
1)构建太阳能塔式定日镜反光镜单元面型调整装置，包括支架、平台和若干高度可调的支撑杆，所述平台上正交等距离布置与支撑杆相匹配的螺纹孔，用于固定支撑杆，每个支撑杆上都有一个锁紧螺母；所述平台为矩形，固定在所述支架上；
2)根据定日镜距离目标靶的距离，以及聚焦光斑的尺寸，确定反光镜单元反光表面的曲面方程；
3)以平台上支撑杆所形成的矩形的任意一个角点作为坐标原点，并将该角点位上的支撑杆任意设置一个高度，以此高度作为零位，根据各支撑杆的位置，利用所述步骤2)确定的曲面方程计算出不同位置上支撑杆与该零位的高度差，使用高度尺将各位置上的支撑杆调到位后，将各支撑杆用锁紧螺母锁紧，各支撑杆的杆尖所形成的曲面就是即将被调整的反光镜单元的近似面型；
4)将反光镜单元反光表面一侧放在所述步骤3)调好的调整装置上，即反光镜单元面朝下倒扣在调整装置上，使反光镜单元反光表面的相邻两条边分别与调整装置的支撑杆所形成的矩形的相邻两条边重合；
4)将反光镜单元中连接镀银反光镜和反光镜单元支架的连接杆调松，用手对镀银反光镜的背面施加一定的压力，使施加压力处的镀银反光镜表面与调整装置的支撑杆的杆尖相接触，然后将反光镜单元背后的连接杆锁紧，接下来调整下一处的连接杆，最终将反光镜单元背后的所有连接杆均调到位，使得反光镜单元反光表面与所覆盖范围内的所有调整装置上的支撑杆的杆尖相接触，这样就使反光镜单元反光表面达到理想的曲面。
前述的支撑杆的数量由被调整的反光镜单元面型的精度确定。
前述的支撑杆的顶端为圆锥体，杆部为螺纹，可在平台的螺纹孔中转动并做上下运动。
前述的步骤4)中，反光镜边缘与支撑杆形成的矩形的相邻两条边错开。
前述的步骤5)，反光镜安装过程中，将反光镜单元反光表面对着太阳，根据光斑对其进行微调。
本发明所达到的有益技术效果：本发明提供一种太阳能塔式定日镜反光镜单元面型调整装置，该装置是由支架、平台和若干个高度可调的支撑杆组成。根据不同精度的要求，可以适当增减支撑杆的数量。支撑杆的数量越多，则被调整的反光镜单元面型的精度就越高。平台一般设计成矩形，根据不同的精度要求，在平台上正交攻出与支撑杆相匹配的螺纹孔，以便用于固定各支撑杆，每个支撑杆上都有一个锁紧螺母，当支撑杆调整到位后，用于锁紧支撑杆。本发明还提供了调整装置的调整方法，该方法操作简单，准确度高，可以推广使用。
附图说明
图1本发明的调整装置的整体结构示意图；
图2本发明的调整装置的主视图；
图3本发明之的支撑杆的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
太阳能塔式发电定日镜是由一定数量的反光镜单元组成的，反光镜单元是由镀银玻璃镜通过连接件固定在反光镜单元的支架上，该连接件作为过渡件。由于镀银玻璃镜属于脆性材料，极不适于机械加工，因此，玻璃镀银镜与连接件采用粘接的办法来连接，再通过连接件或者叫连接杆来调整反光镜单元的面型。
本发明提供一种太阳能塔式定日镜反光镜单元面型调整装置，如图1和图2所示，包括支架1、平台2和若干高度可调的支撑杆3，根据不同精度的要求，可以适当增减支撑杆3的数量。支撑杆3的数量越多，则被调整的反光镜单元面型的精度就越高。平台2一般设计成矩形，根据不同的精度要求，在平台2上正交等距离布置与支撑杆3相匹配的螺纹孔，以便用于固定各支撑杆3。如图3所示，支撑杆3的顶端为圆锥体，杆部为螺纹，可以在平台的螺纹孔中转动并做上下运动。每个支撑杆3上都有一个锁紧螺母4，当支撑杆3调整到位后，用于锁紧支撑杆3。
采用本发明装置调整定日镜反光镜单元面型的方法如下：
(1)根据定日镜距离目标靶的距离，以及聚焦光斑的尺寸，来确定反光镜单元反光表面的曲面方程。
(2)以平台上支撑杆所形成的矩形的任意一个角点作为坐标原点，如图1中画圈处，并将该点位上的支撑杆任意设置一个高度，以此高度作为零位，根据各支撑杆的位置，利用步骤(1)所确定的曲面方程计算出不同位置上支撑杆与该零位的高度差，并通过高度尺，使用高度尺将各位置上的支撑杆调到位后，将各支撑杆用锁紧螺母锁紧。各支撑杆的杆尖所形成的曲面就是即将被调整的反光镜单元的近似面型。
(3)将反光镜单元反光表面一侧放在已调好的调整装置上，即反光镜单元面朝下倒扣在调整装置上，使反光镜单元反光表面的相邻两条边分别与调整装置的支撑杆所形成的矩形的相邻两条边重合。为了避免镀银反光镜边缘不被破坏，可以使镀银反光镜边缘适当与支撑杆形成的矩形的相邻两条边错开。
(4)将反光镜单元中连接镀银反光镜和反光镜单元支架的连接杆调松，即在一定范围内可以上下移动。用手对镀银反光镜的背面施加一定的压力，使施加压力处的镀银反光镜表面与调整装置的支撑杆的杆尖相接触，然后将施加压力处就近的反光镜单元背后的连接杆锁紧，接下来依照以上步骤调整下一处的连接杆，最终将反光镜单元背后的所有连接杆均调到位，使得反光镜单元反光表面与所覆盖范围内的所有调整装置上的支撑杆的杆尖相接触，这样就可以使反光镜单元反光表面达到较理想的曲面。在整个定日镜安装时，可以将反光镜单元反光表面对着太阳，观察光斑，如果光斑不是很理想，只需要适当地微调。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.太阳能塔式定日镜反光镜单元面型调整装置的调整方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)构建太阳能塔式定日镜反光镜单元面型调整装置，包括支架、平台和若干高度可调的支撑杆，所述平台上正交等距离布置与支撑杆相匹配的螺纹孔，用于固定支撑杆，每个支撑杆上都有一个锁紧螺母；所述平台为矩形，固定在所述支架上；
2)根据定日镜距离目标靶的距离，以及聚焦光斑的尺寸，确定反光镜单元反光表面的曲面方程；
3)以平台上支撑杆所形成的矩形的任意一个角点作为坐标原点，并将该角点位上的支撑杆任意设置一个高度，以此高度作为零位，根据各支撑杆的位置，利用所述步骤2)确定的曲面方程计算出不同位置上支撑杆与该零位的高度差，使用高度尺将各位置上的支撑杆调到位后，将各支撑杆用锁紧螺母锁紧，各支撑杆的杆尖所形成的曲面就是即将被调整的反光镜单元的近似面型；
4)将反光镜单元反光表面一侧放在所述步骤3)调好的调整装置上，即反光镜单元面朝下倒扣在调整装置上，使反光镜单元反光表面的相邻两条边分别与调整装置的支撑杆所形成的矩形的相邻两条边重合；
5)将反光镜单元中连接镀银反光镜和反光镜单元支架的连接杆调松，用手对镀银反光镜的背面施加一定的压力，使施加压力处的镀银反光镜表面与调整装置的支撑杆的杆尖相接触，然后将反光镜单元背后的连接杆锁紧，接下来调整下一处的连接杆，最终将反光镜单元背后的所有连接杆均调到位，使得反光镜单元反光表面与所覆盖范围内的所有调整装置上的支撑杆的杆尖相接触，这样就使反光镜单元反光表面达到理想的曲面。
2.根据权利要求1所述的太阳能塔式定日镜反光镜单元面型调整装置的调整方法，其特征在于：所述支撑杆的数量由被调整的反光镜单元面型的精度确定。
3.根据权利要求1所述的太阳能塔式定日镜反光镜单元面型调整装置的调整方法，其特征在于：所述支撑杆的顶端为圆锥体，杆部为螺纹，可在平台的螺纹孔中转动并做上下运动。
4.根据权利要求1所述的太阳能塔式定日镜反光镜单元面型调整装置的调整方法，其特征在于：所述步骤4)中，反光镜边缘与支撑杆形成的矩形的相邻两条边错开。
5.根据权利要求1所述的太阳能塔式定日镜反光镜单元面型调整装置的调整方法，其特征在于：所述步骤5)，反光镜安装过程中，将反光镜单元反光表面对着太阳，根据光斑对其进行微调。
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