CN115468316B - 一种塔式光热电站吸热器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及吸热器技术领域,具体地说,涉及一种塔式光热电站吸热器。包括吸热器外表面、分段运行结构、疏放系统回收结构、炉箱、吸热管支撑结构及吸热器支撑结构。本发明设计在传热流体流程相同的情况下,吸收热量多、温度升高快;在吸热器热功率相同时,其达到设定温度所需流程短,相应的吸热器换热面积小、初始投资低、平均吸收能流高、吸热器效率高;该吸热器传热流体从中部进入后分别向上及向下螺旋流动,每个面板均可以接受镜场不同角度的入射能流,因此镜场布置更为匀称简单,且动态调整目标点策略简单、镜场光学效率较高;其集箱及炉箱布置在吸热器内部,不影响定日镜入射光线,可以有效避免影响吸热器效率及造成炉箱外表面过热的问题。
Description
技术领域
本发明涉及吸热器技术领域,具体地说,涉及一种塔式光热电站吸热器。
背景技术
吸热器是塔式太阳能光热电站中的核心关键设备,起着吸收镜场入射的光能并转化为热能的作用,大型塔式光热电站一般采用外置式吸热器。传统外置式吸热器一般由多个垂直布置的吸热面板组成,每个吸热面板包含多根吸热管,吸热管上下两端分别与上集箱、下集箱相连接。冷传热流体从吸热器北侧进入,分成两个回路依次流经东西两侧的吸热面板,传热流体被加热后从吸热器南侧流出。传热流体在吸热面板中呈蛇形(上下)流动,图1表示了传热流体在一个回路中的流程。
为了尽量减少镜场入射能量的溢出损失,镜场入射能流密度的最高值分布在吸热面板的中部,并逐渐向上下两侧递减,入射能流的最低值分布在吸热面板上下两端。传统吸热器允许能流密度、吸收能流密度、传热流体温度随传热流体的流程关系如图2所示。吸热器允许入射能流密度是指在考虑传热流体最大吸热能力条件下,镜场允许入射到吸热器管屏上的能流密度,是在考虑吸热器安全运行条件下能接收的能流密度最大值。允许入射能流密度主要取决于传热流体温度,随着传热流体温度升高,传热系数降低,吸热能力下降,相应的允许入射能流密度降低。吸热器各面板吸收能流密度低于允许入射能流密度,主要取决于实际入射能流密度,当传热流体温度较低时,吸热能力较强。传热流体温度随着流程增加,不断吸收来自镜场的入射能量,温度逐步升高,最终达到设定值。
传统吸热器传热流体入口一般位于垂直布置的吸热器面板上端,传热流体在面板中呈蛇形(上下)流动,在传热流体温度较低、吸热能力较强时,受实际入射能流限制,传热流体仅在吸热面板中部具有较高的吸收能流密度,在吸热面板上下两端吸收能流密度很低。这就造成了如果传热流体出口要达到温度设定值,就需要较长的流程,相应的吸热器换热面积增加、效率较低、成本较高。传统吸热器吸热管上下集箱及炉箱结构均布置在吸热器外侧,且相对于吸热面板炉箱结构向外突出,特别是下集箱及炉箱处容易对镜场入射光线造成遮挡,增加了入射能量损失,降低了吸热器效率。
鉴于此,为了解决以上弊端,我们提出了一种塔式光热电站吸热器。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种塔式光热电站吸热器,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述技术问题的解决,本发明提供了一种塔式光热电站吸热器,包括
吸热器外表面:主要由上防护板、吸热面板、下防护板构成;其中,吸热面板由一根或多根吸热管构成,所述吸热管表面涂有吸热涂层,以提高入射能流的吸收率,提高传热系数,增加换热效率;为了便于传热流体的疏放,所述吸热管设置有4°~8°的坡度;所述吸热管两端以焊接的方式分别连接到上集箱、下集箱上,两个相邻所述吸热面板端部位置相接处的两个集箱之间通过集箱连接管相连接,以实现传热流体在不同集箱之间的流动;每个所述集箱连接管的最低处设有疏放管,用以传热流体的疏放;
分段运行结构:吸热器分成上下两段,吸热器运行时,冷传热流体经过上升管首先进入入口缓冲罐,经所述入口缓冲罐底部管道流经流量控制阀后分别进入吸热器中部的上分支管道及下分支管道;进入所述上分支管道的传热流体依次流经吸热器上段串联的多个所述吸热面板螺旋式上升,被来自镜场的入射能流加热达到设定温度后通过上分支出口管道进入下降管;进入所述下分支管道的传热流体依次流经吸热器下段串联的多个所述吸热面板螺旋式下降,被来自镜场的入射能流加热达到设定温度后通过下分支出口管道进入所述下降管;上下两个回路的热传热流体在所述下降管中充分混合后进入光热电站后续的储热系统;
疏放系统:每个所述吸热面板都设有单独的疏放系统,在靠近下降管的一侧,所述吸热面板中传热流体通过所述疏放管经过疏放阀直接连接到下降管;在远离所述下降管的一侧,所述吸热面板中传热流体通过所述疏放管经过所述疏放阀汇集到疏放母管中,疏放母管在低于入口缓冲罐的位置连接至所述下降管,所述吸热面板中传热流体最终通过所述下降管疏放至储热系统;
回收结构:所述吸热面板后端布置有反射板,用于回收吸热管向四周辐射的热量和漏光;当吸热器运行时,所述吸热管会向四周辐射热量,为了尽可能回收这部分辐射热量同时回收通过所述吸热管之间的空隙透过的漏光,所述吸热面板后布置有所述反射板;所述吸热管向吸热器内部辐射的热量及通过所述吸热管之间的空隙透过的漏光被所述反射板反射至所述吸热管重新被吸收,提高了传热流体的吸热量,从而提高了吸热器热效率,同时可以防止吸热器内部结构发生过热损坏;
炉箱:由前炉箱壁、后炉箱壁构成,用于在传热流体进入之前对吸热面板进行预热,防止传热流体在吸热管中发生凝结;
吸热管支撑结构:用于根据所述吸热管的尺寸,在上下集箱之间设置足够数量的支撑件,每个所述支撑件由一个支撑套管、一个支撑杆、一个支撑螺母组成;
吸热器支撑结构:吸热器外表面通过吸热器支撑结构进行支撑,所述吸热器支撑结构顶部设有可360°旋转的行车。
作为本技术方案的进一步改进,所述上防护板、所述下防护板均由耐热材料组成,表面涂有反射涂层,其作用为防止来自镜场的溢出能流照射到吸热器上下两端的内部组件上、造成过热损坏;所述吸热面板为吸热器的换热表面,用于吸收来自镜场的入射能流,并转换成热能转递给传热流体。
作为本技术方案的进一步改进,所述吸热器一周根据其尺寸大小可布置单个或多个所述吸热面板,多个所述吸热面板呈环形螺旋式分布,相邻两个所述吸热面板首尾相连,即第一个所述吸热面板的下集箱通过集箱连接管与第二个所述吸热面板的上集箱相连,组成贯通的传热流体回路。
作为本技术方案的进一步改进,当一个所述吸热面板包含多根所述吸热管时,相邻两根所述吸热管之间留有满足膨胀量条件下的最小间隙,以减少漏光量;所述吸热管与所述上集箱、所述下集箱连接处均设置有膨胀弯,以吸收所述吸热管的变形、减小热应力;相邻两个所述吸热面板交界处的所述吸热管轴向与吸热器径向之间留有15°~30°的角度θ,用于防止入射光线通过相邻所述吸热面板间的间隙进入吸热器内部从而对上下集箱造成破坏。
作为本技术方案的进一步改进,所述分段运行结构中,随着光照变化,吸热器需要每天启停,吸热器停机时需要把内部的传热流体排空:所述入口缓冲罐中的传热流体通过所述上升管疏放至储热系统;所述吸热面板中的传热流体则需要通过所述下降管进行疏放。
作为本技术方案的进一步改进,所述疏放系统中,在吸热器正常运行及传热流体充装时,需要及时排除内部的气体,在吸热器两侧分别设有排气母管,每个所述吸热面板通过排气管连接至所述排气母管;在靠近所述下降管的一侧,所述排气母管连接至所述下降管的上端,气体通过所述下降管上端的排气阀排出;在远离所述下降管的一侧,所述排气母管连接至所述疏放母管的上端,气体通过所述疏放母管上端的所述排气阀排出。
作为本技术方案的进一步改进,所述前炉箱壁、所述后炉箱壁的炉箱壁均采用金属预制结构,所述前炉箱壁、所述后炉箱壁可以从吸热器内部方便的安装或取出。
其中,使用电伴热或电加热器对所述炉箱内部的集箱及所述吸热管进行加热,防止传热流体凝结;当采用凝固点较高的传热流体(如熔融盐)时,为了防止传热流体在所述吸热管中发生凝结,在传热流体进入之前需要对所述吸热面板进行预热,预热采用来自镜场的入射能量,由于集箱及连接处的所述吸热管无法接收到来自镜场的入射能量,因此需要设置所述炉箱对此处集箱及所述吸热管进行预热。
作为本技术方案的进一步改进,所述支撑件中,所述支撑螺母的一端焊接在所述吸热管上、另一端通过螺纹连接方式与所述支撑杆连接,所述支撑螺母和所述支撑杆可以方便的拆卸以利于吸热面板安装修检修;所述支撑杆从所述支撑套管中穿过,所述支撑套管一端固定在所述吸热器支撑结构上。
其中,所述支撑杆可以在所述支撑套管中前后自由滑动直到支撑杆头部的限位位置,因此所述吸热管可以在吸热器径向方向自由膨胀,在吸热器竖向及切向则被约束;此支撑方式既可以有效吸收所述吸热管在运行中的膨胀量、减小热应力,又可以保证吸热器整体稳定性。
作为本技术方案的进一步改进,所述吸热器支撑结构用于支撑所述上防护板、所述吸热面板和所述下防护板,所述吸热器支撑结构同时还起到为吸热器内部平台、管道、阀门、仪表等附属设施提供支撑的作用。
作为本技术方案的进一步改进,所述行车用于便于吸热器的检修作业,其可以把吸热器检修维护所需要的设备、工具、材料等从地面提升至吸热器处。
与现有技术相比,本发明的有益效果包括:
1.该塔式光热电站吸热器与传统吸热器相比,在传热流体流程相同的情况下,其吸收热量多、温度升高快;在吸热器热功率相同时,该吸热器达到设定温度所需流程短,相应的吸热器换热面积小、初始投资低、平均吸收能流高、吸热器效率高;
2.该塔式光热电站吸热器中,为了满足传热流体在吸热器中的吸热特性,镜场需要按照吸热器要求提供所需要的能流密度,因此吸热器结构及传热特性影响镜场布置方式;传统吸热器吸热面板垂直布置,传热流体从北侧进入吸热器后分成两个回路依次流过吸热器东西两侧吸热面板,传热流体在吸热面板中上下蛇形流动,由于太阳角度不同,两个回路所需的能流密度不同,镜场布置时需要特殊设计;且随着太阳角度变化,需要实时调整定日镜目标点以满足吸热器传热需求,镜场布置及控制难度较大;该吸热器传热流体从中部进入后分别向上及向下螺旋流动,每个面板均可以接受镜场不同角度的入射能流,因此镜场布置更为匀称简单,且动态调整目标点策略简单、镜场光学效率较高;
3.该塔式光热电站吸热器中,传统吸热器集箱及炉箱布置在吸热器外侧,容易对定日镜入射光线造成遮挡,影响吸热器效率且容易造成炉箱外表面过热,该吸热器集箱及炉箱布置在吸热器内部,不影响定日镜入射光线,可以有效避免影响吸热器效率及造成炉箱外表面过热的问题。
附图说明
图1为本发明中传统的传热流体在一个回路中的流程原理图;
图2为本发明中传统吸热器允许能流密度、吸收能流密度、传热流体温度随传热流体的流程关系图;
图3为本发明本中塔式光热电站吸热器的外形结构示意图;
图4为本发明中吸热面板的爆炸结构示意图;
图5为本发明中吸热管的正视及俯视结构示意图;
图6为本发明中吸热管及局部放大结构示意图;
图7为本发明中吸热器一周由两个吸热面板构成的典型布置方式及俯视结构示意图;
图8为本发明中两个吸热面板交界处的吸热管轴向与吸热器径向留有15°~30°的角度θ结构及局部放大的结构示意图;
图9为本发明中吸热器分成上下两段进行运行的结构及局部放大结构示意图;
图10为本发明中传热流体在吸热器中的分段及上下段流向原理示意图;
图11为本发明中在吸热面板后布置有反射板的结构示意图;
图12为本发明中炉箱的结构示意图;
图13为本发明中吸热管支撑结构俯视及局部放大的结构示意图;
图14为本发明中吸热器支撑结构的结构示意图;
图15为本发明中塔式光热电站吸热器允许能流密度、吸收能流密度、传热流体温度随传热流体的流程关系图。
图中各个标号意义为:
1、上防护板;2、吸热面板;3、下防护板;4、吸热管;5、上集箱;6、下集箱;7、疏放管;8、集箱连接管;9、上升管;10、下降管;11、入口缓冲罐;12、疏放母管;13、排气母管;14、排气阀;15、下分支管道;16、上分支管道;17、流量控制阀;18、疏放阀;19、下分支出口管道;20、上分支出口管道;21、反射板;22、前炉箱壁;23、后炉箱壁;24、支撑件;25、支撑套管;26、支撑杆;27、支撑螺母;28、吸热器支撑结构;29、行车。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-图15所示,本实施例提供了一种塔式光热电站吸热器,吸热器是塔式太阳能光热电站中的核心关键设备,可以把镜场的入射光能转化为热能;吸热器主要有吸热面、吸热器支撑结构及辅助设备、管道组成;吸热面是吸热器的关键组成部分,吸热面的形式直接影吸热器的性能及效率,吸热面组要组成部分为吸热面板;外置式吸热器需要布置在吸热塔顶,吸热器通过吸热器支撑结构与吸热塔连接;吸热器辅助设备、管道主要包括防护板、缓冲罐、行车、上升管、下降管、排气管道、疏放管道及相关的阀门等,是维持吸热器正常运行的必要设施。
本实施例中,该吸热器包括:
吸热器外表面:其外形如图3所示,主要由上防护板1、吸热面板2、下防护板3构成;上防护板1、下防护板3均由耐热材料组成,表面涂有反射涂层,其作用为防止来自镜场的溢出能流照射到吸热器上下两端的内部组件上、造成过热损坏;吸热面板2为吸热器的换热表面,用于吸收来自镜场的入射能流,并转换成热能转递给传热流体。
其中,吸热面板2由一根或多根吸热管4构成,如图4所示。吸热器一周根据其尺寸大小可布置单个或多个吸热面板2,多个吸热面板2呈环形螺旋式分布。
具体地,与传统吸热器吸热面板2垂直布置、传热流体在吸热器中上下蛇形流动不同,本实施例的吸热面板2环向布置,使传热流体在吸热器中呈螺旋流动。
进一步地,吸热管4表面涂有吸热涂层,以提高入射能流的吸收率,提高传热系数,增加换热效率,为了便于传热流体的疏放,吸热管4设置有4°~8°的坡度;
吸热管4两端以焊接的方式分别连接到上集箱5、下集箱6上,如图5所示,两个相邻吸热面板2端部位置相接处的两个集箱之间通过集箱连接管8相连接,以实现传热流体在不同集箱之间的流动;每个集箱连接管8的最低处设有疏放管7用以传热流体的疏放。
进一步地,当一个吸热面板2包含多根吸热管4时,相邻两根吸热管4之间留有满足膨胀量条件下的最小间隙,以减少漏光量;吸热管4与上集箱5、下集箱6连接处均设置有膨胀弯以吸收吸热管4的变形,减小热应力,如图6所示。
图7表示了吸热器一周由两个吸热面板2构成的典型布置方式,相邻两个吸热面板2首尾相连,即第一个吸热面板2的下集箱6通过集箱连接管8与第二个吸热面板2的上集箱5相连,组成贯通的传热流体回路。
进而,相邻两个吸热面板2交界处的吸热管4轴向与吸热器径向之间留有15°~30°的角度θ,如图8,用于防止入射光线通过相邻吸热面板2间的间隙进入吸热器内部,从而对上下集箱造成破坏。
本实施例中,该吸热器还包括:
分段运行结构:如图9所示,吸热器分成上下两段,与传统吸热器传热流体从吸热器上部进入不同,本实施例中的传热流体从吸热器中部进入,具体为:吸热器运行时,冷传热流体经过上升管9首先进入入口缓冲罐11,经入口缓冲罐11底部管道流经流量控制阀17后分别进入吸热器中部的上分支管道16及下分支管道15;进入上分支管道16的传热流体依次流经吸热器上段串联的多个吸热面板2螺旋式上升,被来自镜场的入射能流加热达到设定温度后通过上分支出口管道20进入下降管10;进入下分支管道15的传热流体依次流经吸热器下段串联的多个吸热面板2螺旋式下降,被来自镜场的入射能流加热达到设定温度后通过下分支出口管道19进入下降管10;上下两个回路的热传热流体在下降管10中充分混合后进入光热电站后续的储热系统。
进一步地,随着光照变化,吸热器需要每天启停,吸热器停机时需要把内部的传热流体排空:入口缓冲罐11中的传热流体通过上升管9疏放至储热系统;吸热面板2中的传热流体则需要通过下降管10进行疏放。
本实施例中,该吸热器还包括:
疏放系统:每个吸热面板2都设有单独的疏放系统,在靠近下降管10的一侧,吸热面板2中传热流体通过疏放管7经过疏放阀18直接连接到下降管10;在远离下降管10的一侧,吸热面板2中传热流体通过疏放管7经过疏放阀18汇集到疏放母管12中,疏放母管12在低于入口缓冲罐11的位置连接至下降管10,吸热面板2中传热流体最终通过下降管10疏放至储热系统。
进一步地,在吸热器正常运行及传热流体充装时,需要及时排除内部的气体,在吸热器两侧分别设有排气母管13,每个吸热面板2通过排气管连接至排气母管13;在靠近下降管10的一侧,排气母管13连接至下降管10的上端,气体通过下降管10上端的排气阀14排出;在远离下降管10的一侧,排气母管13连接至疏放母管12的上端,气体通过疏放母管12上端的排气阀14排出。
其中,设置疏放母管12用户吸热器停机时的传热流体疏放;设置排气母管13用于吸热器启机及运行气体的排放。
具体地,图10示意了传热流体在吸热器中的流向,冷传热流体在吸热器中部进入,分成上下两个回路,上回路螺旋上升,依次流经上段吸热面板2后被加热到设定温度,下回路螺旋下降,依次流经下段吸热面板2后被加热到设定温度;两个回路的传热流体混合后进入储热系统。
本实施例中,该吸热器还包括:
回收结构:吸热面板2后端布置有反射板21,如图11所示,用于回收吸热管4向四周辐射的热量和漏光。
具体地,当吸热器运行时,吸热管4会向四周辐射热量,为了尽可能回收这部分辐射热量同时回收通过吸热管4之间的空隙透过的漏光,在吸热面板2后布置有反射板21,如图11所示。
进而,吸热管4向吸热器内部辐射的热量及通过吸热管4之间的空隙透过的漏光被反射板21反射至吸热管4重新被吸收,提高了传热流体的吸热量,从而提高了吸热器热效率,同时可以防止吸热器内部结构发生过热损坏。
本实施例中,该吸热器还包括:
炉箱:由前炉箱壁22、后炉箱壁23构成,如图12所示,用于在传热流体进入之前对吸热面板2进行预热,防止传热流体在吸热管4中发生凝结。
其中,前炉箱壁22、后炉箱壁23的炉箱壁均采用金属预制结构,前炉箱壁22、后炉箱壁23可以从吸热器内部方便的安装或取出。
具体地,使用电伴热或电加热器对炉箱内部的集箱及与吸热管4进行加热,用于防止传热流体凝结。
具体地,设置炉箱的目的在于:当采用凝固点较高的传热流体(如熔融盐)时,为了防止传热流体在吸热管4中发生凝结,在传热流体进入之前需要对吸热面板2进行预热,预热采用来自镜场的入射能量,由于集箱及连接处的吸热管4无法接收到来自镜场的入射能量,因此需要设置炉箱对此处集箱及吸热管4进行预热。
其中,传统吸热器集箱及炉箱布置在吸热器外侧,本实施例的吸热器集箱及炉箱布置在吸热器内部,不影响定日镜入射光线,可以有效避免影响吸热器效率及造成炉箱外表面过热的问题。
本实施例中,该吸热器还包括:
吸热管支撑结构:如图13所示,用于根据吸热管4的尺寸,在上下集箱之间设置足够数量的支撑件24,每个支撑件24由一个支撑套管25、一个支撑杆26、一个支撑螺母27组成。
进一步地,支撑螺母27的一端焊接在吸热管4上、另一端通过螺纹连接方式与支撑杆26连接,支撑螺母27和支撑杆26可以方便的拆卸以利于吸热面板2安装修检修;支撑杆26从支撑套管25中穿过,支撑套管25一端固定在吸热器支撑结构28上。
进一步地,支撑杆26可以在支撑套管25中前后自由滑动直到支撑杆26头部的限位位置,因此吸热管4可以在吸热器径向方向自由膨胀,在吸热器竖向及切向则被约束。
其中,吸热管4通过设置特殊的支撑结构,可以满足吸热管在吸热器径向自由膨胀,同时约束在竖向及切向的位移。
从而,此支撑方式既可以有效吸收吸热管4在运行中的膨胀量、减小热应力,又可以保证吸热器整体稳定性。
本实施例中,该吸热器还包括:
吸热器支撑结构:如图14所示,吸热器外表面通过吸热器支撑结构28进行支撑,吸热器支撑结构28顶部设有可360°旋转的行车29。
进一步地,吸热器支撑结构28用于支撑上防护板1、吸热面板2和下防护板3,吸热器支撑结构28同时还起到为吸热器内部平台、管道、阀门、仪表等附属设施提供支撑的作用。
进一步地,行车29用于便于吸热器的检修作业,其可以把吸热器检修维护所需要的设备、工具、材料等从地面提升至吸热器处。
此外,与传统吸热器不同,本实施例中的吸热器分为上段和下段两个部分,冷传热流体从吸热器中部进入,分别向上及向下螺旋流动,热传热流体达到设定温度后最终从吸热器顶部及底部流出。
其中,传热流体前半程均处于吸热器中部镜场入射能流最高处,此时传热流体温度较低、传热系数高、吸热能力强,吸收热量多。
图15表示了该吸热器允许能流密度、吸收能流密度、传热流体温度随传热流体的流程关系,吸收能流曲线下的面积可以代表传热流体的吸热量。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例,并不用来限制本发明,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种塔式光热电站吸热器,其特征在于:包括
吸热器外表面:主要由上防护板(1)、吸热面板(2)、下防护板(3)构成;其中,吸热面板(2)由一根或多根吸热管(4)构成,所述吸热管(4)表面涂有吸热涂层,所述吸热管(4)设置有4°~8°的坡度;所述吸热管(4)两端以焊接的方式分别连接到上集箱(5)、下集箱(6)上,两个相邻所述吸热面板(2)端部位置相接处的两个集箱之间通过集箱连接管(8)相连接,每个所述集箱连接管(8)的最低处设有疏放管(7);
分段运行结构:吸热器分成上下两段,吸热器运行时,冷传热流体经过上升管(9)首先进入入口缓冲罐(11),经所述入口缓冲罐(11)底部管道流经流量控制阀(17)后分别进入吸热器中部的上分支管道(16)及下分支管道(15);进入所述上分支管道(16)的传热流体依次流经吸热器上段串联的多个所述吸热面板(2)螺旋式上升,被来自镜场的入射能流加热达到设定温度后通过上分支出口管道(20)进入下降管(10);进入所述下分支管道(15)的传热流体依次流经吸热器下段串联的多个所述吸热面板(2)螺旋式下降,被来自镜场的入射能流加热达到设定温度后通过下分支出口管道(19)进入所述下降管(10);上下两个回路的热传热流体在所述下降管(10)中充分混合后进入光热电站后续的储热系统;
疏放系统:每个所述吸热面板(2)都设有单独的疏放系统,在靠近下降管(10)的一侧,所述吸热面板(2)中传热流体通过所述疏放管(7)经过疏放阀(18)直接连接到下降管(10);在远离所述下降管(10)的一侧,所述吸热面板(2)中传热流体通过所述疏放管(7)经过所述疏放阀(18)汇集到疏放母管(12)中,疏放母管(12)在低于入口缓冲罐(11)的位置连接至所述下降管(10),所述吸热面板(2)中传热流体最终通过所述下降管(10)疏放至储热系统;
回收结构:所述吸热面板(2)后端布置有反射板(21),用于回收吸热管(4)向四周辐射的热量和漏光;
炉箱:由前炉箱壁(22)、后炉箱壁(23)构成,用于在传热流体进入之前对吸热面板(2)进行预热,防止传热流体在吸热管(4)中发生凝结;
吸热管支撑结构:用于根据所述吸热管(4)的尺寸,在上下集箱之间设置足够数量的支撑件(24),每个所述支撑件(24)由一个支撑套管(25)、一个支撑杆(26)、一个支撑螺母(27)组成;
吸热器支撑结构:吸热器外表面通过吸热器支撑结构(28)进行支撑,所述吸热器支撑结构(28)顶部设有可360°旋转的行车(29)。
2.根据权利要求1所述的塔式光热电站吸热器,其特征在于:所述上防护板(1)、所述下防护板(3)均由耐热材料组成,表面涂有反射涂层,其作用为防止来自镜场的溢出能流照射到吸热器上下两端的内部组件上;所述吸热面板(2)为吸热器的换热表面,用于吸收来自镜场的入射能流,并转换成热能转递给传热流体。
3.根据权利要求1所述的塔式光热电站吸热器,其特征在于:所述吸热器一周根据其尺寸大小可布置单个或多个所述吸热面板(2),多个所述吸热面板(2)呈环形螺旋式分布,相邻两个所述吸热面板(2)首尾相连,即第一个所述吸热面板(2)的下集箱(6)通过集箱连接管(8)与第二个所述吸热面板(2)的上集箱(5)相连,组成贯通的传热流体回路。
4.根据权利要求1所述的塔式光热电站吸热器,其特征在于:当一个所述吸热面板(2)包含多根所述吸热管(4)时,相邻两根所述吸热管(4)之间留有满足膨胀量条件下的最小间隙;所述吸热管(4)与所述上集箱(5)、所述下集箱(6)连接处均设置有膨胀弯;相邻两个所述吸热面板(2)交界处的所述吸热管(4)轴向与吸热器径向之间留有15°~30°的角度θ,用于防止入射光线通过相邻所述吸热面板(2)间的间隙进入吸热器内部。
5.根据权利要求1所述的塔式光热电站吸热器,其特征在于:所述分段运行结构中,随着光照变化,吸热器需要每天启停,吸热器停机时需要把内部的传热流体排空:所述入口缓冲罐(11)中的传热流体通过所述上升管(9)疏放至储热系统;所述吸热面板(2)中的传热流体则需要通过所述下降管(10)进行疏放。
6.根据权利要求1所述的塔式光热电站吸热器,其特征在于:所述疏放系统中,在吸热器正常运行及传热流体充装时,需要及时排除内部的气体,在吸热器两侧分别设有排气母管(13),每个所述吸热面板(2)通过排气管连接至所述排气母管(13);在靠近所述下降管(10)的一侧,所述排气母管(13)连接至所述下降管(10)的上端,气体通过所述下降管(10)上端的排气阀(14)排出;在远离所述下降管(10)的一侧,所述排气母管(13)连接至所述疏放母管(12)的上端,气体通过所述疏放母管(12)上端的所述排气阀(14)排出。
7.根据权利要求1所述的塔式光热电站吸热器,其特征在于:所述前炉箱壁(22)、所述后炉箱壁(23)的炉箱壁均采用金属预制结构,所述前炉箱壁(22)、所述后炉箱壁(23)均可以从吸热器内部方便的安装或取出。
8.根据权利要求1所述的塔式光热电站吸热器,其特征在于:所述支撑件(24)中,所述支撑螺母(27)的一端焊接在所述吸热管(4)上、另一端通过螺纹连接方式与所述支撑杆(26)连接;所述支撑杆(26)从所述支撑套管(25)中穿过,所述支撑套管(25)一端固定在所述吸热器支撑结构(28)上。
9.根据权利要求1所述的塔式光热电站吸热器,其特征在于:所述吸热器支撑结构(28)用于支撑所述上防护板(1)、所述吸热面板(2)和所述下防护板(3),所述吸热器支撑结构(28)同时还起到为吸热器内部平台、管道、阀门、仪表提供支撑的作用。
10.根据权利要求1所述的塔式光热电站吸热器,其特征在于:所述行车(29)用于便于吸热器的检修作业,其可以把吸热器检修维护所需要的设备、工具、材料从地面提升至吸热器处。
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