CN107514823A - 一种旋转式光热电站吸热器及均匀吸热控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋转式光热电站吸热器以及均匀吸热控制方法,所述吸热器包括腔体组件,冷介质集箱组件,热介质集箱组件,以及驱动装置,所述驱动装置连接所述腔体组件,用于驱动所述腔体组件相对所述冷介质集箱组件和热介质集箱组件沿周向做旋转运动,使得所述腔体组件能均匀吸收太阳辐射热能。本发明方案通过将腔体组件置成可旋转结构,使其各部分接受的辐射热量更为均匀,从而解决了现有吸热器存在的热应力超限的问题。
Description
技术领域
本发明属于塔式太阳能光热发电领域,具体涉及一种旋转式光热电站吸热器及均匀吸热控制方法。
背景技术
太阳能光热发电是指:利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能,通过换热装置提供蒸汽,结合传统汽轮发电机工艺,从而达到发电的目的。
目前传统的塔式光热电站吸热器一般采用固定式吸热器,吸热器下部为冷介质集箱,中间为吸热器的腔体组件,上部为热介质集箱,腔体组件圆周处布置若干根集热管,集热介质从吸热器下部进入冷介质集箱,混合后进入吸热器腔体组件圆周处的集热管中,在集热管中吸收太阳辐射热量,温度升高后进入热介质集箱,在热介质集箱中混合均匀后从集箱顶部流出吸热器,用于发电。
然而现有固定式吸热器存在如下问题:由于吸热器本身为固定安装,当有云层经过集热场时会导致部分方向的吸热器集热管处于不接受辐射的状态,而其余部分集热管处于正常的太阳辐射下,吸热器各方向集热管所受的辐射热量存在较大的偏差,从而影响集热管的使用寿命;此外,由于吸热器各方位集热管的流量分配的方式为平均分配,且平均流量由几个典型方位测得辐射量平均值确定的,这种平均分配方式导致正常接收辐射的集热管的流量偏小,而非正常接受辐射的集热管流量偏大,从而导致正常接收辐射的集热管由于流量偏小造成热应力超限。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题,提供了一种辐射热量更为均匀的旋转式光热电站吸热器及均匀吸热控制方法。
一方面,本发明提供了一种旋转式光热电站吸热器,其用于吸收太阳辐射热能,加热集热介质,所述吸热器包括:
冷介质集箱组件,连接冷介质管路,用于收容外部进入的冷集热介质;
热介质集箱组件,连接热介质管路,用于收容加热后的热集热介质;
腔体组件,设置在冷介质集箱组件和热介质集箱组件之间且密封连接,用于流通集热介质,且用于吸收太阳辐射热能,并将热能传递给集热介质;
还包括驱动装置,连接所述腔体组件,用于驱动所述腔体组件相对所述冷介质集箱组件和热介质集箱组件沿周向做旋转运动,使得所述腔体组件上各部位能均匀吸收太阳辐射热能。
优选地,所述腔体组件由多根集热管沿所述腔体组件周向围绕构成,所述集热管沿所述腔体组件周向依次分为多个区,每一所述集热管用于流通集热介质,且用于吸收太阳辐射热能,并将热能传递给集热管内的集热介质,每根集热管两端分别与冷介质集箱组件和热介质集箱组件可旋转密封连通。
优选地,还包括转动控制装置,所述转动控制装置包括:
至少两个传感器,每一所述传感器均匀分布于所述腔体组件靠近热介质集箱组件的一端的外周面上,用于检测各个区的集热管的温度信号;
控制单元,分别连接所述驱动装置和每一所述传感器,用于根据检测的每一所述温度信号,计算每个区集热管的平均温度,且根据各个区平均温度的差值控制驱动装置的输出功率大小,从而调节腔体组件的旋转速率,进而调节各集热管之间的温差到允许范围内。
优选地,所述传感器数量与所述集热管数量相同,且每一所述传感器离所述冷介质集箱组件距离相同。
优选地,所述驱动装置包括:
电机,与控制单元电连接,用于提供转动动力;
传动箱,与所述电机传动连接,用于传递动力;
转轴,贯穿所述腔体组件,且与腔体组件固定连接,所述转轴与冷介质集箱组件和热介质集箱组件可转动连接,所述转轴与传动箱可驱动连接,用于接收传动箱传递的动力,并带动腔体组件做周向旋转运动。
优选地,所述冷介质集箱组件包括:
冷介质集箱隔板,与所述腔体组件及转轴连接;
冷介质集箱本体,与所述冷介质集箱隔板转动连接,用于收容所述集热介质;
所述冷介质集箱隔板上对应开设供每一所述集热管穿设的第一固定孔,每一所述集热管与所述冷介质集箱本体内部连通,所述冷介质集箱本体远离所述腔体组件一侧设置第一中心通孔,所述转轴贯穿所述第一中心通孔,与冷介质集箱本体间隙配合,所述冷介质集箱隔板上开设供所述转轴穿设的第二中心通孔,所述冷介质集箱隔板用于密封所述冷介质集箱本体上的开口。
优选地,所述热介质集箱组件包括:
热介质集箱隔板,与所述腔体组件及转轴连接;
热介质集箱本体,与所述热介质集箱隔板转动连接,用于收容所述集热介质;
所述热介质集箱隔板上对应开设供每一所述集热管穿设的第二固定孔,每一所述集热管与所述热介质集箱本体内部连通,所述热介质集箱隔板上开设供所述转轴穿设的第三中心通孔,所述热介质集箱隔板用于密封所述热介质集箱本体上的开口。
优选地,所述冷介质集箱隔板离冷介质集箱本体靠近腔体组件一端端面的距离大于零;所述热介质集箱离热介质集箱本体靠近腔体组件一端端面的距离大于零。
优选地,所述冷介质集箱组件还包括第一密封圈,所述第一密封圈设置在所述冷介质集箱本体侧壁与冷介质集箱隔板接触处,用于旋转密封冷介质集箱本体与冷介质集箱隔板之间的缝隙,使所述冷介质集箱本体与所述腔体组件密封可转动连接;
所述热介质集箱组件还包括第二密封圈,所述第二密封圈设置在所述热介质集箱本体侧壁与冷介质集箱隔板接触处,用于旋转密封热介质集箱本体与热介质集箱隔板之间的缝隙,使所述热介质集箱本体与所述腔体组件密封可转动连接。
优选地,所述冷介质集箱本体第一中心通孔外周设置第三密封圈,且所述转轴套置于所述第三密封圈中,所述第三密封圈与所述转轴密封可转动连接。
另一方面,本发明提供了一种均匀吸热控制方法,所述均匀吸热控制方法包括步骤:
S1,获取各集热管的温度,根据获取的各集热管的温度计算吸热器圆周方向每个区集热管的平均温度;
S2,判断各个区中最高平均温度与最低平均温度的差值是否大于第一阈值;
S3,当获取的最高平均温度与最低平均温度的差值大于第一阈值时,控制腔体组件转动。
优选地,S31,当获取的最高平均温度与最低平均温度的差值大于第一阈值小于等于第二阈值时,控制腔体组件以第一速率转动;
S32,当获取的最高平均温度与最低平均温度的差值大于第二阈值小于等于第三阈值时,控制腔体组件以第二速率转动;
S33,当获取的最高平均温度与最低平均温度的差值大于第三阈值时,控制腔体组件以第三速率转动。
本发明方案提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
1)本发明将吸热器的集热管设计为可旋转结构,通过转轴来带动吸热器集热管绕转轴转动,由于吸热器上集热管沿着转轴360度转动,可以保证吸热器上所有的集热管都能均匀的接受太阳辐射,各集热管在一定周期内接受的辐射量为圆周360度各方位辐射量的平均值。此时根据传统的流量控制方法采用各方位测量辐射量的平均值来分配流量,由于各集热管实际接受辐射量与流量分配采用的测量辐射量的平均值接近相等,因此解决部分集热管流量偏小的问题,从而解决部分集热管的热应力超限问题,可以有效避免集热管由于热应力超限而发生变形损坏,同时也可以有效延长集热管的平均使用寿命,大大降低电厂的运行维护成本。
2)本发明通过监测集热管的温度作为反馈控制信号来调节吸热器上集热管的转动速度,此种设置可使吸热器针对各集热管温差大小,作出适应性的转动速度调节,避免吸热器的无效旋转,极大提高能量有效利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一提供的旋转式光热电站吸热器结构示意图;
图2为本发明实施例一提供旋转式光热电站吸热器转动控制装置的结构框图;
图3为本发明例一提供的冷介质集箱隔板和热介质集箱隔板结构示意图;
图4为本发明实施例二提供的均匀吸热控制流程图。
图5为本发明实施例二提供的均匀吸热控制流程图。
具体实施方式
本发明针对现有技术中存在的问题,提供了一种旋转式光热电站吸热器及均匀吸热控制方法,本发明方案通过调节各集热管的方位,使得各集热管接受的辐射热量更为均匀,从而解决了现有吸热器存在的部分集热管热应力超限的问题。
为了更好的理解本发明技术方案,下面将结合说明书附图以及具体实施方式对上述技术方案进行详细的说明,应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明,而不是对本申请技术方案的限定,在不冲突的情况下,本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
实施例1
图1为本发明实施例一提供的旋转式光热电站吸热器结构示意图;
如图1所示,一种旋转式光热电站吸热器,其用于吸收太阳辐射热能,加热集热介质,所述吸热器包括:
冷介质集箱组件2,连接冷介质管路6,用于收容外部进入的冷集热介质;
热介质集箱组件3,连接热介质管路7,用于收容加热后产生的热集热介质;
腔体组件1,设置在冷介质集箱组件2和热介质集箱组件3之间且密封连接,用于流通集热介质,且用于吸收太阳辐射热能,并将热能传递给集热介质;
其特征在于,还包括驱动装置4,连接所述腔体组件1,用于驱动所述腔体组件1相对所述冷介质集箱组件2和热介质集箱组件3沿周向做旋转运动,使得所述腔体组件1上各部位能均匀吸收太阳辐射热能。
具体地,所述腔体组件1由多根集热管101沿所述腔体组件1周向围绕构成,所述集热管101沿所述腔体组件1周向依次分为多个区,每一所述集热管101用于流通集热介质,且用于吸收太阳辐射热能,并将热能传递给集热管101内的集热介质,每根集热管101两端分别与冷介质集箱组件2和热介质集箱组件3可旋转密封连通。
本实施方式将吸热器的腔体组件1设计为可旋转,通过驱动装置4带动吸热器上集热管101转动,由于吸热器上集热管101沿着转轴403做360度转动,可以保证腔体组件1上所有的集热管101都能均匀的接受太阳辐射,各集热管101在一定周期内接受的辐射量为圆周360度各方位辐射量的平均值。此时根据传统的流量控制方法采用各方位测量辐射量的平均值来分配流量,由于各集热管101实际接受辐射量与流量分配采用的测量辐射量的平均值接近相等,因此解决部分集热管101流量偏小的问题,从而解决部分集热管101的热应力超限问题。在本实施例中所述集热管101沿所述腔体组件1周向依次分为多个区,是为了便于评估云层或其他因素对不同方位集热管101的影响的差异。
具体地,所述驱动装置4包括:
电机401,与控制单元(见图2标示9)电连接,用于提供转动动力;
传动箱402,与所述电机401传动连接,用于传递动力;
转轴403,贯穿所述腔体组件1,且与腔体组件1固定连接,所述转轴403与冷介质集箱组件2和热介质集箱组件3可转动连接,所述转轴403与传动箱402可驱动连接,用于接收传动箱402传递的动力,并带动腔体组件1做周向旋转运动。
在本实施例中,冷介质集箱组件2设置一箱型支撑钢架5上,箱型支撑钢架5置于吸热器塔架上,电机401和传动箱402放置于箱型支撑钢架5底部,传动箱402通过转轴403与吸热器的腔体组件1连接,电机401由控制单元9控制,为转轴403提供不同大小的转动动力,电机401将转动动力直接输出给传动箱402,传动箱402结构不做具体限定,只要其能将电机401的动力传递给转轴403,使转轴403带动集热管101旋转即可,具体的,所述传动箱402为齿轮箱,齿轮箱内设置两个相互垂直的齿轮,分别为第一齿轮和第二齿轮,其中第一齿轮与电机401主动轴同轴固定连接,第二齿轮与转轴403同轴固定连接,电机401主动轴转动带动第一齿轮转动,由于第一齿轮和第二齿轮垂直啮合,第一齿轮转动带动第二齿轮转动,第二齿轮转动最后带动转轴403转动,从而带动吸热器的集热管101转动。
图2为本发明实施例一提供旋转式光热电站吸热器转动控制装置的结构框图;
具体地,如图2所示,吸热器还包括转动控制装置,所述转动控制装置包括:
至少两个传感器8,每一所述传感器8均匀分布于所述腔体组件1靠近热介质集箱组件3的一端的外周面上,用于检测对应位置各个区的集热管101的温度信号;
控制单元9,分别连接所述驱动装置4和每一所述传感器8,用于根据检测的每一所述温度信号,计算每个区集热管101的平均温度,且根据各个区平均温度的差值控制驱动装置4的输出功率大小,从而调节腔体组件1的旋转速率,进而调节各集热管101之间的温差到允许范围内。
具体地,所述传感器8数量与所述集热管101数量相同,且每一所述传感器8离所述冷介质集箱组件2距离相同。
在本实施例中,集热介质从冷介质集箱组件2中进入集热管101,在集热管101中接受集热管101传递过来的热能,温度逐渐升高并进入热介质集箱组件3,在此过程中,越靠近热介质集箱组件3,不同区域由于受热不均所造成不同集热管101之间温差也越大,为了准确对比吸热器不同周向方位对应集热管101接收太阳辐射差别,优选将传感器8设置在靠近热介质集箱组件3一端,具体的,每一所述传感器8离热介质集箱组件3距离占集热管101总长度的1/5,且各传感器8位于同一水平位置。
本实施例中,将腔体组件1上的集热管101沿周向依次分成4个区,根据各个区平均温度的差值作为反馈控制信号来调节吸热器上集热管101的转动速度,各个区平均温度为所在区检测到的各个集热管101温度的平均值,此种设置可使吸热器针对各个区集热管101温差大小,作出适应性的转动速度调节,避免吸热器的无效旋转,极大提高能量有效利用率。在其他实施例中,所述腔体组件1上的集热管101沿周向也可以分为6个区、8个区等。
图3为本发明冷介质集箱隔板202和热介质集箱隔板302结构示意图
如图1和图3所示,具体地,所述冷介质集箱组件2包括:
冷介质集箱隔板202,与所述腔体组件1及转轴403连接;
冷介质集箱本体201,与所述冷介质集箱隔板202转动连接,用于收容所述集热介质;
所述冷介质集箱隔板202上对应开设供每一所述集热管101穿设的第一固定孔2021,每一所述集热管101与所述冷介质集箱本体201内部连通,所述冷介质集箱本体201远离所述腔体组件1一侧设置第一中心通孔2012,所述转轴403贯穿所述第一中心通孔2012,且与冷介质集箱本体201间隙配合,所述冷介质集箱隔板202上开设供所述转轴403穿设的第二中心通孔2022,所述冷介质集箱隔板202用于密封所述冷介质集箱本体201上的开口。
具体地,所述热介质集箱组件3包括:
热介质集箱隔板302,与所述腔体组件1及转轴403连接;
热介质集箱本体301,与所述热介质集箱隔板302转动连接,用于收容所述集热介质;
所述热介质集箱隔板302上对应开设供每一所述集热管101穿设的第二固定孔3021,每一所述集热管101与所述热介质集箱本体301内部连通,所述热介质集箱隔板302上开设供所述转轴403穿设的第三中心通孔3022,所述热介质集箱隔板302用于密封所述热介质集箱本体301上的开口。
具体地,还包括:
冷介质管路6,连接于冷介质集箱本体201侧壁上,用于往冷介质集箱输入集热介质;
热介质管路7,连接与热介质集箱本体301侧壁上,用于从热介质集箱输出经集热管101加热的集热介质。
在本实施例中,所述冷介质集箱本体201和热介质集箱本体301均为圆柱型,冷介质集箱隔板202为圆形,盖设在冷介质集箱本体201上端开口处,热介质集箱隔板302也为圆形,盖设在热介质集箱本体301下端开口处,冷介质集箱隔板202上沿圆周方向分布多个第一固定孔2021,热介质集箱隔板302上沿圆周方向设置多个第二固定孔3021,每一第一固定孔2021与每一第二固定孔3021同轴对应设置,腔体组件1上的每一根集热管101一端固定在第一固定孔2021上,另一端固定在第二固定孔3021,且与冷介质集箱本体201和热介质集箱本体301贯通,集热管101与冷介质集箱隔板202和热介质集箱隔板302的连接,由于冷介质集箱隔板202和热介质集箱隔板302可沿对应冷介质集箱本体201和热介质集箱本体301做周向旋转,故集热管101相对冷介质集箱本体201和热介质集箱本体301沿周向做旋转运动。
所述冷介质集箱本体201背离所述腔体组件1一侧设置第一中心通孔2012,冷介质集箱隔板202上开设供所述转轴403穿设的第二中心通孔2022,热介质集箱隔板302上开设供所述转轴403穿设的第三中心通孔3022,转轴403下端与传动箱402连接,上端依次穿过第一中心通孔2012、第二中心通孔2022和第三中心通孔3022,在本实施例中转轴403上端置于热介质集箱本体301中,且不与热介质本体301内壁接触。
并与冷介质集箱本体201可转动连接,与冷介质集箱隔板202和热介质集箱隔固定焊接。转轴403旋转的过程中带动腔体组件1上的集热管101、冷介质集箱隔板202和热介质集箱隔板302旋转,冷介质集箱本体201和热介质集箱本体301不动,此种设置一方面可方便吸热器的安装固定,另一方面可以使与冷介质集箱、热介质集箱相连的冷介质管路6和热介质管路7在集箱的圆周方位、顶部、底部任意位置连接,此种设置极大的方便了现场的布置安装,工程的运行及检修。
具体地,所述冷介质集箱隔板202离冷介质集箱本体201靠近腔体组件1一端端面的距离大于零;所述热介质集箱隔板302离热介质集箱本体301靠近腔体组件1一端端面的距离大于零。此种设置,使腔体组件1上下两端分别固定在热介质集箱和冷介质集箱内部,使冷介质集箱和热介质集箱起到限制腔体组件1转动过程中水平位移的作用。
具体地,所述冷介质集箱组件2还包括第一密封圈203,所述第一密封圈203设置在所述冷介质集箱本体201侧壁与冷介质集箱隔板202接触处,用于旋转密封冷介质集箱本体201与冷介质集箱隔板202之间的缝隙,第一密封圈203为环形旋转密封圈,其内壁与冷介质集箱隔板202环形外壁抵接,其外壁与冷介质集箱本体201环形内壁抵接,使所述冷介质集箱本体201与所述腔体组件1密封可转动连接;
所述热介质集箱组件3还包括第二密封圈303,所述第二密封圈303设置在所述热介质集箱本体301侧壁与冷介质集箱隔板202接触处,用于旋转密封热介质集箱本体301与热介质集箱隔板302之间的缝隙,第二密封圈303为环形旋转密封圈,其内壁与热介质集箱隔板302环形外壁抵接,其外壁与热介质集箱本体301环形内壁抵接,使所述热介质集箱本体301与所述腔体组件1密封可转动连接。
具体地,所述冷介质集箱本体201第一中心通孔2012外周设置第三密封圈2011,且所述转轴403套置于所述第三密封圈2011中,所述第三密封圈2011用于旋转密封所述冷介质集箱本体201与转轴403之间的缝隙,使所述冷介质集箱本体201与转轴403可转动连接。
第一密封圈203、第二密封圈303和第三密封圈2011的结构不做具体限定,只要其能实现冷介质集箱本体201和热介质集箱本体301与转动的腔体组件1密封连接即可。
在本实施例中,热介质集箱302上也可以设置中心通孔也及转轴403也可穿过热介质集箱,也即冷介质集箱202和热介质集箱302外形及结构可以完全相同,此种设置有利于减少加工制造的成本,并且也杜绝了安装出错的可能。冷、热介质集箱可以实现相互替代使用,完全实现了标准化设计。
实施例二
图4为本发明实施例二提供的均匀吸热控制流程图。
本实施例提供一种均匀吸热控制方法,应用于上述旋转式光热电站吸热器中,如图4所示,所述均匀吸热控制方法包括步骤:
S1,获取各集热管101的温度信号,根据获取的各集热管101的温度信号计算吸热器圆周方向每个区集热管101的平均温度;在本实施例中,所述吸热器上集热管101按照圆周方向平分为多个区,各个区集热管101的平均温度是通过各个区检测每个集热管101检测的温度求平均值计算得出,在本实施例中将所述吸热器上集热管101按照圆周方向平分为4个区,在其他实施例中,所述吸热器上集热管101按照圆周方向也可以分为六个区、八个区等。
S2,判断各个区中最高平均温度与最低平均温度的差值是否大于第一阈值;其中第一阈值为各集热管101不产生热应力超限所能承受的最大温差,其具体值根据吸热器结构规模以及集热介质性质而设定。
S3,当获取的最高平均温度与最低平均温度的差值大于第一阈值时,控制腔体组件1转动。
具体地,在本实施例中,所述控制单元9还包括存储模块(未示出)的控制模块(未示出),所述存储模块存储有最高平均温度与最低平均温度的差值与腔体组件1转动速率之间的关系表,所述控制模块根据检测到的最高平均温度与最低平均温度的差值从关系表中查找相应的腔体组件1转动速率,并将此转动速率信号发送至驱动装置4,从而控制驱动装置4以相应的速度转动,从而调节各集热管101之间的温差到允许范围内。
图5为本发明实施例二提供的均匀吸热控制流程图。
具体地,如图5所示,S31,当获取的最高平均温度与最低平均温度的差值大于第一阈值小于等于第二阈值时,控制腔体组件1以第一速率转动;
S32,当获取的最高平均温度与最低平均温度的差值大于第二阈值小于等于第三阈值时,控制腔体组件1以第二速率转动;
S33,当获取的最高平均温度与最低平均温度的差值大于第三阈值时,控制腔体组件1以第三速率转动。
在本实施例中,温度差落入不同范围,腔体组件1转动速率不同,整体而言,温差较大时调节加快吸热器的转动速度,温差较小时减慢吸热器的转动速度,直至温差为零时停止转动,通过调节吸热器的转动速度,可以调节各集热管101之间的温差到允许范围内,从而解决了固定式吸热器存在的部分集热管101热应力超限的问题。
综上所述,本申请方案相对于现有技术至少具有以下有益技术效果:
1、本发明将吸热器的集热管101设计为可旋转,通过驱动电机401及传动箱402来带动吸热器转动,由于吸热器上集热管101沿着转轴403做360度转动,可以保证吸热器上所有的集热管101都能均匀的接受太阳辐射,各集热管101在一定周期内接受的辐射量为圆周360度各方位辐射量的平均值。此时根据传统的流量控制方法采用各方位测量辐射量的平均值来分配流量,由于各集热管101实际接受辐射量与流量分配采用的测量辐射量的平均值接近相等,因此解决部分集热管101流量偏小的问题,从而解决部分集热管101的热应力超限问题,可以有效避免集热管101由于热应力超限而发生变形损坏,同时也可以有效延长集热管101的平均使用寿命,大大降低电厂的运行维护成本。
2、本发明通过监测集热管101的温度作为反馈控制信号来调节吸热器上集热管101的转动速度,此种设置可使吸热器针对各集热管101温差大小,作出适应性的转动速度调节,避免吸热器的无效旋转,极大提高能量有效利用率。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程,并依本发明权利要求所作的等同变化,仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (12)
1.一种旋转式光热电站吸热器,其用于吸收太阳辐射热能,加热集热介质,所述吸热器包括:
冷介质集箱组件(2),连接冷介质管路(6),用于收容外部进入的冷集热介质;
热介质集箱组件(3),连接热介质管路(7),用于收容加热后的热集热介质;
腔体组件(1),设置在所述冷介质集箱组件(2)和所述热介质集箱组件(3)之间且分别与所述冷介质集箱组件(2)和所述热介质集箱组件(3)密封连接,所述腔体组件(1)用于流通集热介质,且用于吸收太阳辐射热能,并将热能传递给集热介质;
其特征在于,还包括驱动装置(4),连接所述腔体组件(1),用于驱动所述腔体组件(1)相对所述冷介质集箱组件(2)和热介质集箱组件(3)沿周向做旋转运动,使得所述腔体组件(1)上各部位能均匀吸收太阳辐射热能。
2.根据权利要求1所述的旋转式光热电站吸热器,其特征在于,所述腔体组件(1)由多根集热管(101)沿所述腔体组件(1)周向围绕构成,所述集热管(101)沿所述腔体组件(1)周向依次分为多个区,每一所述集热管(101)用于流通集热介质,且用于吸收太阳辐射热能,并将热能传递给集热管(101)内的集热介质,每根所述集热管(101)两端分别与所述冷介质集箱组件(2)和所述热介质集箱组件(3)可旋转密封连通。
3.根据权利要求2所述的旋转式光热电站吸热器,其特征在于,还包括转动控制装置,所述转动控制装置包括:
至少两个传感器(8),每一所述传感器(8)均匀分布于所述腔体组件(1)靠近所述热介质集箱组件(3)的一端的外周面上,用于检测各个区的所述集热管(101)的温度信号;
控制单元(9),分别连接所述驱动装置(4)和每一所述传感器(8),用于根据检测的每一所述温度信号,计算每个所述区集热管(101)的平均温度,且根据各个区平均温度的差值控制所述驱动装置(4)的输出功率大小,从而调节所述腔体组件(1)的旋转速率,进而调节各个所述集热管(101)之间的温差到允许范围内。
4.根据权利要求3所述的旋转式光热电站吸热器,其特征在于,所述传感器(8)数量与所述集热管(101)数量相同,且每一所述传感器(8)离所述冷介质集箱组件(2)距离相同。
5.根据权利要求3所述的旋转式光热电站吸热器,其特征在于,所述驱动装置(4)包括:
电机(401),与所述控制单元(9)电连接,用于提供转动动力;
传动箱(402),与所述电机(401)传动连接,用于传递动力;
转轴(403),贯穿所述腔体组件(1),且与所述腔体组件(1)固定连接,所述转轴(403)分别与所述冷介质集箱组件(2)以及所述热介质集箱组件(3)可转动连接,所述转轴(403)与所述传动箱(402)可驱动连接,用于接收所述传动箱(402)传递的动力,并带动所述腔体组件(1)做周向旋转运动。
6.根据权利要求5所述的旋转式光热电站吸热器,其特征在于,所述冷介质集箱组件(2)包括:
冷介质集箱隔板(202),与所述腔体组件(1)及所述转轴(403)连接;
冷介质集箱本体(201),与所述冷介质集箱隔板(202)转动连接,用于收容所述集热介质;
所述冷介质集箱隔板(202)上对应开设供每一所述集热管(101)穿设的第一固定孔(2021),每一所述集热管(101)与所述冷介质集箱本体(201)内部连通,所述冷介质集箱本体(201)远离所述腔体组件(1)一侧设置第一中心通孔(2012),所述转轴(403)贯穿所述第一中心通孔(2012),与冷介质集箱本体(201)间隙配合,所述冷介质集箱隔板(202)上开设供所述转轴(403)穿设的第二中心通孔(2022),所述冷介质集箱隔板(202)用于密封所述冷介质集箱本体(201)上的开口。
7.根据权利要求6所述的旋转式光热电站吸热器,其特征在于,所述热介质集箱组件(3)包括:
热介质集箱隔板(302),分别与所述腔体组件(1)以及所述转轴(403)连接;
热介质集箱本体(301),与所述热介质集箱隔板(302)转动连接,用于收容所述集热介质;
所述热介质集箱隔板(302)上对应开设供每一所述集热管(101)穿设的第二固定孔(3021),每一所述集热管(101)与所述热介质集箱本体(301)内部连通,所述热介质集箱隔板(302)上开设供所述转轴(403)穿设的第三中心通孔(3022),所述热介质集箱隔板(302)用于密封所述热介质集箱本体(301)上的开口。
8.根据权利要求7所述的旋转式光热电站吸热器,其特征在于:所述冷介质集箱隔板(202)距离所述冷介质集箱本体(201)靠近腔体组件(1)一端端面的距离大于零;所述热介质集箱离热介质集箱本体(301)靠近腔体组件(1)一端端面的距离大于零。
9.根据权利要求7所述的旋转式光热电站吸热器,其特征在于:
所述冷介质集箱组件(2)还包括第一密封圈(203),所述第一密封圈(203)设置在所述冷介质集箱本体(201)侧壁与冷介质集箱隔板(202)接触处,用于旋转密封所述冷介质集箱本体(201)与所述冷介质集箱隔板(202)之间的缝隙,使所述冷介质集箱本体(201)与所述腔体组件(1)密封可转动连接;
所述热介质集箱组件(3)还包括第二密封圈(303),所述第二密封圈(303)设置在所述热介质集箱本体(301)侧壁与所述冷介质集箱隔板(202)接触处,用于旋转密封热所述介质集箱本体(301)与所述热介质集箱隔板(302)之间的缝隙,使所述热介质集箱本体(301)与所述腔体组件(1)密封可转动连接。
10.根据权利要求6所述的旋转式光热电站吸热器,其特征在于:所述第一中心通孔(2012)外周设置有第三密封圈(2011),且所述转轴(403)套置于所述第三密封圈(2011)中,所述第三密封圈(2011)与所述转轴(403)密封可转动连接。
11.一种均匀吸热控制方法,其特征在于,应用于如权利要求1至10任一所述的旋转式光热电站吸热器中,所述均匀吸热控制方法包括步骤:
S1,获取各集热管(101)的温度信号,根据获取的各集热管(101)的温度信号计算吸热器圆周方向每个所述区集热管(101)的平均温度;
S2,判断各个区中最高平均温度与最低平均温度的差值是否大于第一阈值;
S3,当获取的最高平均温度与最低平均温度的差值大于第一阈值时,控制腔体组件(1)转动。
12.根据权利要求11所述的均匀吸热控制方法,其特征在于:
S31,当获取的最高平均温度与最低平均温度的差值大于第一阈值小于等于第二阈值时,控制所述腔体组件(1)以第一速率转动;
S32,当获取的最高平均温度与最低平均温度的差值大于第二阈值小于等于第三阈值时,控制所述腔体组件(1)以第二速率转动;
S33,当获取的最高平均温度与最低平均温度的差值大于第三阈值时,控制所述腔体组件(1)以第三速率转动。
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