CN107940780A - 一种750米集热回路及其在50mw光场中的应用 - Google Patents

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郑实
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Abstract

本发明公开了一种750米集热回路及其在50MW光场中的应用，由6个125米的集热单元连接组成U型回路，所述集热单元包括反射镜、集热管、集热管支撑臂、倾角传感器、扭矩管、悬臂、中间塔和驱动塔，本发明具有与现有技术中800米的集热回路相一致的集热能力，并通过改善工艺设计基础，降低了施工和建造成本。

Description

一种750米集热回路及其在50MW光场中的应用
技术领域
本发明属于太阳能光热发电技术领域，尤其是一种750米集热回路及其在50MW光场中的应用。
背景技术
近年来国家对于新能源发展的重视与日俱增，“十三五”规划中也明确提出支持新能源等新兴产业的发展。太阳能储量丰富，利用清洁，将成为最热门的新能源之一，光热发电技术也会迅速发展。光热发电设备也会向高参数、大直径方向发展。目前，太阳能热发电技术进入迅速发展期。现有技术中，带有熔盐储热设施的槽式熔盐热发电项目技术成熟、同时又具有一定先进性，在现有技术中，集热回路采用800米的集热回路，800米的集热回路是由8个100米集热单元组成。
发明内容
本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种750米集热回路及其在50MW光场中的应用。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种750米集热回路，由6个125米的集热单元连接组成U型回路，所述集热单元包括反射镜、集热管、集热管支撑臂、倾角传感器、扭矩管、悬臂、中间塔和驱动塔，在相邻的两座驱动塔之间设置有扭矩管，在扭矩管上架设有悬臂，悬臂上安装有反射镜，在扭矩管上垂直设置有集热管支撑臂，在集热管支撑臂上安装有集热管，在所述相邻的驱动塔之间并排设置有中间塔。
而且，所述的集热管支撑臂为等距排布，数量为9-12根。
而且，在所述驱动塔上端的集热管支撑臂上设置有倾角传感器，用于测量扭矩管的旋转角度。
而且，所述的驱动塔上设置有液压站和驱动控制柜。
而且，所述的集热管内为盛有熔盐，熔盐作为太阳能集热储热介质。
一种750米集热回路在50MW光场中的应用，如下所述：在50MW光场中安装有162个集热回路，总计972个集热单元。
而且，所述的750米在50MW光场内可执行的采光面积达65万-75万平方米。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用6个125米集热单元组合成750米集热回路，具有与现有技术中800米的集热回路相一致的集热能力，并通过改善工艺设计基础，降低了施工和建造成本。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明侧视结构示意图。
图3为4mm高差下采用蒙特卡洛光线追踪法计算能量分布情况示意图。
图4为6mm高差下采用蒙特卡洛光线追踪法计算能量分布情况示意图
其中，1为反射镜，2为集热管，3为集热管支撑臂，4为倾角传感器，5为悬臂，6为中间塔，7为液压站，8为驱动塔，9为驱动控制柜，10为扭矩管。
具体实施方式
下面结合附图与具体的实施方式对本发明作进一步详细描述：
如图中所示，一种750米集热回路，由6个125米的集热单元连接组成U型回路，所述集热单元包括反射镜1、集热管2、集热管支撑臂3、倾角传感器4、扭矩管10、悬臂5、中间塔6和驱动塔8，在相邻的两座驱动塔之间设置有扭矩管，在扭矩管上架设有悬臂，悬臂上安装有反射镜，在扭矩管上垂直设置有集热管支撑臂，在集热管支撑臂上安装有集热管，在所述相邻的驱动塔之间并排设置有中间塔。
而且，所述的集热管支撑臂为等距排布，数量为9-12根。
而且，在所述驱动塔上端的集热管支撑臂上设置有倾角传感器，用于测量扭矩管的旋转角度。
而且，所述的驱动塔上设置有液压站7和驱动控制柜9。
而且，所述的集热管内为盛有熔盐，熔盐作为太阳能集热储热介质。
一种750米集热回路在50MW光场中的应用，如下所述：在50MW光场中安装有162个集热回路，总计972个集热单元。
而且，所述的750米在50MW光场内可执行的采光面积达65万-75万平方米。
以下通过本发明的750米集热回路与传统的800米集热回路的相关技术参数的对比进行分析说明。
一、集热单元数量对比
回路长度(米) 回路总数(个) 集热单元总数(个) 采光面积(㎡)
800米集热回路 800 152 1216 695746
750米集热回路 750 162 972 695174
在使用挡风墙的前提下，使用750米集热回路，可减少驱动塔数量244个，可节约集热单元总成本的20％。光场整体增加了10个回路，大约造成6％的管道、阀门和布线成本。计算得出750米回路的总采光面积受影响很小。
二、750米回路出口温度和热膨胀分析
I＝4060mm 在20℃下，初始管道长度
t＝20℃ 项目温度
C＝1,766E-05 热膨胀系数
△I＝I*C*△tmm 热膨胀公式
由此公式得出以下750米回路运行温度数据
输入温度:290℃输出温度：550℃
选取集热管上10处位置的集热温度进行测量，结果分别为294.3、298.7、303、311.7、313.6、315、316.9、317、317.8、318.2。
膨胀后集热管长度分别为：12238.5、12239.5、12240.4、12241.3、12288.9、12289.8、12290.7、12291.7、12292.6、12293.5，单位cm。
单个管道长度为2330.9mm、总长度为124758.3mm。
三、集热管高差分析
750米回路的冷态和热态下的倾角虽然较800米回路有增大，但从结构上来分析是不会与其他结构产生干涉的，因此热膨胀后的集热器在实际使用上仅需考虑集热管高差变化带来的光学和热效率影响。
四、750米回路光学效率评估
由蒙特卡洛光线追踪法计算能量分布情况可以看出，集热管高差变化带来的光学和热效率影响很小，750米集热回路光学效率下降了约0.3％，理论上降低发电金额约12万元/年，但考虑到集热系统实际的安装和调试误差，此影响会进一步降低。
注：蒙特卡洛光线追踪法具体测定方法请参照专利《一种集热器热流密度分析方法》
以上对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种750米集热回路，其特征在于：由6个125米的集热单元连接组成U型回路，所述集热单元包括反射镜、集热管、集热管支撑臂、倾角传感器、扭矩管、悬臂、中间塔和驱动塔，在相邻的两座驱动塔之间设置有扭矩管，在扭矩管上架设有悬臂，悬臂上安装有反射镜，在扭矩管上垂直设置有集热管支撑臂，在集热管支撑臂上安装有集热管，在所述相邻的驱动塔之间并排设置有中间塔。
2.根据权利要求1所述的一种750米集热回路，其特征在于：所述的集热管支撑臂为等距排布，数量为9-12根。
3.根据权利要求1所述的一种750米集热回路，其特征在于：在所述驱动塔上端的集热管支撑臂上设置有倾角传感器，用于测量扭矩管的旋转角度。
4.根据权利要求1所述的一种750米集热回路，其特征在于：所述的驱动塔上设置有液压站和驱动控制柜。
5.根据权利要求1所述的一种750米集热回路，其特征在于：所述的集热管内盛有熔盐，熔盐作为太阳能集热储热介质。
6.一种750米集热回路在50MW光场中的应用，其特征在于：在50MW光场中安装有162个集热回路，总计972个集热单元。
7.根据权利要求6所述的一种750米集热回路在50MW光场中的应用，其特征在于：所述的750米在50MW光场内可执行的采光面积达65万-75万平方米。
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