CN116727398B - 定日镜清洗用试验装置及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种定日镜清洗用试验装置及其安装方法，解决了在不同光热电厂现场试验检测定日镜清洗装置困难不易组装、拆装更换效率低的问题。技术方案是：定日镜镜架的括支撑框架中部固定有作为转轴的圆筒形横梁，通过横担铰接的用于推动定日镜镜架纵向扭转的电动推杆，底座上设置有前后对称布置的留有间隙的两排托辊，两排托辊承托圆筒形横梁，底座中间固定底座限位套环，圆筒形横梁设置有环形轴向限位凸台。安装方法包括安装步骤和更换步骤，使圆筒形横梁浮放嵌入在转台两排托辊之间的间隙位置，该试验装置能够模拟光热电厂现场定日镜装置、结构简单，方便拆装更换。

Description

定日镜清洗用试验装置及其安装方法

技术领域

本发明涉及太阳能发电装置技术领域，特别是一种定日镜清洗用试验装置及其安装方法，适用于试验检测定日镜清洗设备，模拟定日镜装置。

背景技术

定日镜是将太阳辐射能收集并利用的装置，用于跟踪太阳并将太阳光反射到某一固定位置加以利用。在塔式太阳能热发电装置中是采用大量的定向反射镜即定日镜将太阳光聚集到一个装在塔顶的中央热交换器（接收器）上，接收器一般可以收集100MW的辐射功率，产生1100℃的高温。现有的定日镜通常由跟踪控制器、机械支撑结构和反射镜三大组件组成。例如：如公告号为CN101236287A的专利文献提供了一种定日镜装置，其包括支撑机构和通过框架安装固定的多个平面镜拼接的镜面，并采用带有自旋和仰角跟踪功能的调整机构、定位传感器、集热器和控制系统组装成，由于其要跟踪太阳光源进行自动调整，因此其组成的部件多，结构复杂，安装拆卸、调整更换各部件工序繁琐困难。定日镜处于沙漠戈壁地区，有几千至上万块集中设置，数量庞大，其脏污主要来自大气灰尘，其中沙土、红土和沙粒等属于松积灰，附着于定日镜光滑的镜面后因风的吹拂容易掉落和清理。由于雨露等自然环境形成的凝结积灰吸附于定日镜表面，经长期运行后，镜面的灰尘厚度、硬度逐渐提高。定日镜表面发生的灰尘沉积现象，导致反射到二次镜的太阳光功率减少，进而降低到达吸热器的光能量，最终影响光热电站的发电效率。为此，需要使用专用的定日镜清洗装置进行清洗，定日镜清洗装置属于塔式光热电站镜场运维系统的关键设备。如公告号为CN103721959A的专利文献提供了一种定日镜清洗装置，其采用移动式清洗平台搭载设置有框架、喷嘴设备和海绵块的清洗设备；还有采用水作为清洗介质，毛刷刷洗方式，全自动定日镜清洗车。清洗车系统主要由柴油拖拉机、清洗执行机构、清洗辅助设备、控制系统等部分组成，采用拖拉机居前牵引、拖车随后、清洗机构居前、居中和居后布局方式。上述清洗装置的构造和功能能否有效的对定日镜进行清洗，并达到符合的清洁标准，需要先进行试验检测。如果直接将定日镜清洗设备发送的沙漠戈壁地区光热电站现场进行试验检测，不同的光热电厂定日镜尺寸，结构是不同，更换定日镜繁琐，研制、调试清洗装置难度大，并且运力成本较高，会消耗大量的人力、物力和时间。若采用在试验场地组装布置定日镜设备，由于定日镜设备结构复杂，安装调试和拆卸调换部件工序繁琐，占地面积大，造成工作效率较低，也不适宜清洗装置的试验检测。不同的光热电厂定日镜尺寸结构不同，单一的定日镜不适用清洗设备的检测试验需要。因此，急需能够模拟光热电站定日镜工作状态的用于试验检测清洗装置的试验装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种定日镜清洗用试验装置及其安装方法，解决了在不同光热电厂现场试验检测定日镜清洗装置，拆装难度大，调试运送设备成本高，造成定日镜清洗装置试验检测困难的问题，以及供定日镜清洗装置使用的定日镜设备不易组装、拆装更换效率低的问题。该试验装置能够模拟光热电厂现场定日镜装置、结构简单，方便拆装更换。

本发明所采用的技术方案是：该定日镜清洗用试验装置包括：主支撑立柱、转台和通过定日镜镜架支撑固定的定日镜试验镜，技术要点是：所述定日镜镜架包括由多条横梁和纵梁组装成的支撑框架，支撑框架中部固定有作为转轴的圆筒形横梁，支撑框架通过玻璃托架固定定日镜试验镜；支撑立柱设置有通过横担铰接的用于推动定日镜镜架纵向扭转的电动推杆，电动推杆伸缩端铰接定日镜镜架的支撑框架，电动推杆两端通过销钉固定铰链座；转台的底座固定在支撑立柱顶端，底座上设置有前后对称布置的留有间隙的两排托辊，两排托辊承托圆筒形横梁，底座中间位置通过螺栓固定有套设圆筒形横梁的底座限位套环；圆筒形横梁设置有对应托辊两端外侧的环形轴向限位凸台。

所述圆筒形横梁与纵梁之间焊接有多个连接垫块，中间位置的连接垫块设置有用于定日镜试验镜转动到水平位置抵接限位套环上部止位块的限位撞块。

所述支撑框架后部通过短连接梁连接有后置框架，圆筒形横梁固定在支撑框架和后置框架之间。

本发明所采用的技术方案的定日镜清洗用试验装置的安装方法包括：安装步骤和更换步骤，具体方法为：

安装步骤一：在主支撑立柱上安装固定横担和上顶板，横担横向支撑在主支撑立柱侧后方，横担后端设置用于安装电动推杆的铰链座，铰链座通过销钉固定，并将主支撑立柱安装在试验场地基基座上；

安装步骤二：预先组装转台，在转台的底座上设置前后对称布置的两排托辊，通过轴承座安装设定托辊，两排托辊之间留间隙，用于承托圆筒形横梁；

安装步骤三：预先组装定日镜镜架，通过多条横梁和纵梁焊接组装成的支撑框架；在圆筒形横梁中间活动套装底座限位套环，在限位套环顶部两侧固定设置止位块，在圆筒形横梁焊接与转台托辊两端外侧位置相对应的环形轴向限位凸台，对圆筒形横梁轴向限位；在圆筒形横梁与纵梁之间焊接多个连接垫块进行固定连接，在连接垫块上焊接限位撞块，限位撞块用于在定日镜试验镜转动到水平位置时限位撞块抵接限位套环的止位块；

安装步骤四：吊装预先组装的转台到主支撑立柱的上顶板上，安装固定；

安装步骤五：吊装预先组装定日镜镜架，使圆筒形横梁浮放嵌入在转台两排托辊之间的间隙位置，并使圆筒形横梁的环形轴向限位凸台对应托辊两端外侧，对圆筒形横梁轴向限位；再将套装在圆筒形横梁的底座限位套环通过螺栓固定在转台底座中间位置，对圆筒形横梁径向限位；

安装步骤六：将电动推杆的固定端安装在横担的铰链座上，电动推杆伸缩端铰接定日镜镜架的支撑框架，电动推杆两端通过销钉固定铰链座；

安装步骤七：用角度仪测量镜架竖立状态初始位置，使定日镜镜架纵梁与垂直轴夹角为5°±1°；给电动推杆上电，电动推杆伸缩端伸出推动定日镜镜架向上翻转到水平位置，用角度仪测量镜架终止位置，使镜架定日镜镜架纵梁与垂直轴夹角90°±1°；

安装步骤八：定日镜镜架在水平位置，安装玻璃托架，玻璃托架粘接固化定日镜试验镜，定日镜试验镜采用玻璃镜。

安装步骤九：将电动推杆收缩到镜架竖立状态的原始位置，反复动作检查玻璃是否脱落，安装完成；

更换步骤一：定日镜清洗用试验装置安装完成后，采用钢丝绳穿过定日镜镜架圆筒形横梁通孔形成吊索；拔下电动推杆两端轴承座的销钉，使电动推杆与定日镜支架镜架和主支撑立柱的分离；卸下转台与底座限位套环之间连接固定的螺栓；

更换步骤二：吊车起吊，将定日镜镜架脱离转台；

更换步骤三：将要更换的装有圆筒形横梁的另一定日镜镜架吊到转台上，重复所述安装步骤五至安装步骤九，完成更换安装。

本发明具有的优点和积极效果是：由于该定日镜清洗用试验装置采用在定日镜镜架中部设置作为转轴的圆筒形横梁，并在转台设置有用于承载圆筒形横梁两排托辊，利用设置的电动推杆推动定日镜镜架在转台的托辊上翻转产生仰角变化，能够形成竖立至水平姿态的定日镜；定日镜镜架浮放在转台托辊上，电动推杆推动定日镜镜架，定日镜镜架绕托辊中心转动，由于定日镜镜架没有其他摩擦，属于纯滚动付，使得定日镜镜架转动灵活，模拟光热电站定日镜工作状态；方便安装角度测量仪，安装方便，读数便捷；利用环形轴向限位凸台起到对镜架轴向限位作用，底座限位套环起到对镜架径向限位作用，尤其采用设备零件少，简化结构，装拆方便安装方便；采用单独的主支撑立柱作为支撑主件，能够避免采用两根立柱支撑容易使定日镜扭转变形。因此，其简化了光热电站定日镜装置的构造，在更换不同定日镜进行清洗设备实验检测时，可以直接将底座限位套环和电动推杆松脱，快速拆卸支撑框架更换定日镜；为适应不同光热电厂的定日镜清洗装置试验检测提供便利，清洗装置调试不用去现场，就可调试，给调试工作带来方便，提高了产品的合格率。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步描述。

图1为本发明定日镜清洗用试验装置实施例的整体结构示意图；

图2为图1的右视图；

图3图1的A部放大图；

图4图2的B部放大图；

图5为本发明实施例的转台结构示意图；

图6为图4的俯视图；

图7为图4的右视图；

图8为本发明实施例的圆筒形横梁结构示意图；

图9为本发明实施例的定日镜镜架转动到水平状态结构示意图。

图中序号说明：1主支撑立柱、2转台、3定日镜镜架、31支撑框架、32后置框架、4定日镜试验镜、5横梁、6纵梁、7圆筒形横梁、8电动推杆、9玻璃托架、10横担、11地基基座、12短连接梁、13铰链座、14底座、15托辊、16底座限位套环、17螺栓、18环形轴向限位凸台、19上顶板、20连接垫块、21限位撞块、22止位块、23间隙。

具体实施方式

根据图1-9详细说明本发明的具体结构，实施例如图1和图2所示，一种定日镜清洗用试验装置，其能够模拟定日镜装置，用于试验检测定日镜清洗设备的清洗功能。该定日镜清洗用试验装置主要包括：主支撑立柱1、转台2、定日镜镜架3和定日镜试验镜4。其中的主支撑立1柱也称为定日镜装置的大立柱，由上顶板19、中间管和下圆盘组装成支撑主体，使用时安装在地基基座11上，支撑立柱1中部固定有横担8，横担端部设置有铰链座13，用于安装电动推杆9。定日镜镜架3包括由多条横梁5和纵梁6组装成的支撑框架31，横梁和纵梁可采用方管，支撑框架可以采用多条横梁和纵梁组装成两侧和中部的三组副框架组合，增加定日镜镜架的稳固性。如图1至图4所示，支撑框架31中部固定有作为转轴的圆筒形横梁7，也称为回转体，其利用连接垫块21焊接固定在定日镜镜架纵梁6上，用于带动定日镜镜架支翻转形成仰角，连接垫块20与圆筒形横梁7可采用圆弧形的焊接接触面，能增加焊接牢固度。定日镜镜架3通过玻璃托架9固定定日镜试验镜4，方便安装和防止定日镜试验镜下坠。在支撑立柱横担的铰接座13铰接有用于推动定日镜镜架纵向扭转的电动推杆8，电动推杆伸缩端通过铰接座13铰接定日镜镜架，可以采用电动推杆两端分别通过销钉与横担和支撑框架铰链座13固定，方便安装和拆卸。定日镜试验镜可采用平面玻璃镜，可以直观的看到定日镜清洗装置的清洁效果。

如图3至图6所示，转台2通过底座14固定在支撑立柱顶端的上顶板19，底座14上设置有前后对称布置的两排托辊15，本实施例采用每排托辊为两组的组合布置，在靠近底座四个顶点位置设定四组托辊15，形成前后两排对称布置，在前后两排托辊之间留有嵌入滚动支撑定日镜镜架的圆筒形横梁的间隙23，可以承托圆筒形横梁转动，如图7所示，可以使前排托辊15的轴心和圆筒形横梁16轴心连线与后排托辊的轴心和圆筒形横梁轴心连线夹角为90度，能更稳定的承托圆筒形横梁；底座14通过螺栓17固定有套设圆筒形横梁的底座限位套环16，底座限位套环能够对圆筒形横梁起到径向限位作用，防止脱离托辊承载面。圆筒形横梁设置有对应托辊两端外侧的环形轴向限位凸台18，限位凸台能够形成对每组托辊两端的限位，限位凸台与托辊两端外侧之间的缝隙不超过4mm，镜架可在转台上轴向小幅度移动，防止圆筒形横梁轴向移位脱离。

作为进一步改进，如图3至图5所示，在与圆筒形横梁焊接固定的连接垫块20侧边缘设置有限位撞块21，在限位套环上部止位块22，能够使定日镜试验镜向上翻转到水平位置时，限位撞块21抵接限位套环上部止位块22，防止定日镜镜架超过设定的翻转角度。

作为进一步改进，如图2所示，支撑框架31后部通过短连接梁12连接有后置框架32，圆筒形横梁7固定在支撑框架31和后置框架32之间，圆筒形横梁7的后部与后置框架32焊接固定。起到的作用是增加了定日镜镜架形状的稳定性，又能够使圆筒形横梁前后两侧的支撑框架和后置框架重量形成平衡，增加了整体结构的稳定性。可以将后置框架的纵梁设置在转台2两端的外侧，方便安装和拆卸定日镜镜架。

本发明还提供了上述定日镜清洗用试验装置的安装方法，如图1至9所示，其包括：安装步骤和更换步骤，具体方法为：

安装步骤一：在主支撑立柱1上端安装固定上顶板19，主支撑立柱中部安装固定横担10，横担横向支撑在主支撑立柱侧后，横担后端设置用于安装电动推杆的铰链座13，并将主支撑立柱安装在试验场地基基座11上；

安装步骤二：预先组装转台2，在转台的底座14上设置前后对称布置的两排托辊15，本实施例采用在靠近底座四个顶点位置通过轴承座安装四组托辊，形成前后两排对称布置，通过轴承座安装设定托辊15，在前后两排托辊之间留有间隙23，用于嵌入滚动支撑定日镜镜架的圆筒形横梁；

安装步骤三：预先组装定日镜镜架3，通过多条横梁5和纵梁6焊接组装成的支撑框架31；先在圆筒形横梁7中间套装底座限位套环16，底座限位套环与圆筒形横梁之间保持转动连接，在底座限位套环16顶部两侧焊接止位块22，再在底座限位套环两侧的圆筒形横梁段分别焊接一对环形轴向限位凸台18，使每对环形轴向限位凸台能够限位在对应转台托辊两端外侧位置；然后在圆筒形横梁与纵梁之间焊接多个连接垫块进行固定连接，在连接垫块上焊接限位撞块21，限位撞块用于在定日镜试验镜转动到水平位置时限位撞块抵接限位套环的止位块；

安装步骤四：吊装预先组装的转台到主支撑立柱的上顶板上，安装固定；

安装步骤五：吊装预先组装定日镜镜架，使圆筒形横梁浮放嵌入在转台两排托辊之间的间隙位置，并使圆筒形横梁的环形轴向限位凸台对应托辊两端外侧，对圆筒形横梁轴向限位，使圆筒形横梁不发生轴向移位脱离；再将套装在圆筒形横梁的底座限位套环通过螺栓17固定在转台底座中间位置，对圆筒形横梁径向限位；

安装步骤六：将电动推杆8的固定端安装在横担的铰链座13上，电动推杆伸缩端铰接定日镜镜架的支撑框架，电动推杆两端通过销钉固定铰链座；

安装步骤七：用角度仪测量镜架竖立状态初始位置，角度仪可选用市售的日本SK(新泻)LM-90的磁性角度仪，底面可磁性吸附固定；使定日镜镜架纵梁与垂直轴夹角为5°±1°；给电动推杆上电，电动推杆伸缩端伸出推动定日镜镜架向上翻转到水平位置，用角度仪测量镜架终止位置，使镜架定日镜镜架纵梁与垂直轴夹角90°±1°；

安装步骤八：如图9所示，将定日镜镜架翻转到水平位置，安装玻璃托架，玻璃托架粘接固化定日镜试验镜，定日镜试验镜采用平面玻璃镜。

安装步骤九：将电动推杆收缩到镜架竖立状态的原始位置，反复动作检查玻璃是否脱落，安装完成。

还可以在安装步骤三中，增加在支撑框架后部通过短连接梁12连接后置框架32，将圆筒形横梁固定在支撑框架和后置框架之间。

可以组装两组定日镜镜架，分别采用组装后镜面长6300mm×宽4800mm规格的第一种定日镜试验镜和组装后镜面长2700mm×宽4800mm规格的第二种定日镜试验镜，第一种定日镜试验镜安装测试完成后，再更改第二种定日镜试验镜。

更换步骤一：定日镜清洗用试验装置安装完成后，采用钢丝绳穿过定日镜镜架圆筒形横梁通孔形成吊索；拔下电动推杆两端轴承座的销钉，使电动推杆与定日镜支架镜架和主支撑立柱的分离；卸下转台与底座限位套环之间连接固定的螺栓；

更换步骤二：吊车起吊，将定日镜镜架脱离转台；

更换步骤三：将要更换的装有圆筒形横梁的另一定日镜镜架吊到转台上，重复所述安装步骤五至安装步骤九，完成更换安装。

地脚用螺栓与基础连接，不用时直接将螺栓拧下就可拆卸，便于不用时，拆卸，可以彻底的将设备拆除。

工作原理：该定日镜清洗用试验装置采用在定日镜镜架中部设置作为转轴的圆筒形横梁，并在转台设置有用于承载圆筒形横梁两排托辊，利用设置的电动推杆推动定日镜镜架在转台的托辊上翻转产生仰角变化，形成竖立至水平状态变化的定日镜，通过翻转设定不同的仰角位置，模拟光热电站的定日镜，能够检测清洗设备在清洗过程中是否能适应不同型号规格的定日镜的不同仰角姿态，达到符合的清洁要求，完成清洗工作；定日镜镜架浮放在转台托辊上，电动推杆推动定日镜镜架，定日镜镜架绕托辊中心转动，由于定日镜镜架没有其他摩擦属于纯滚动付，使得定日镜镜架转动灵活，模拟光热电站定日镜工作状态；方便安装角度测量仪，安装方便，读数便捷；利用环形轴向限位凸台用于镜架轴向限位，底座限位套环用于镜架径向限位，设备零件少，简化结构，装拆方便安装方便；采用单独的主支撑立柱作为支撑主件，能够避免采用两根立柱支撑容易使定日镜扭转变形。因此，其简化了光热电站定日镜装置的构造，在更换不同定日镜进行清洗设备实验检测时，可以直接将底座限位套环和电动推杆松脱，快速拆卸支撑框架更换定日镜；为适应不同光热电厂的定日镜清洗装置试验检测提供便利，清洗装置调试不用去现场，就可调试，给调试工作带来方便，提高了产品的合格率。

综上所述，实现本发明的目的。

Claims (2)

1.一种定日镜清洗用试验装置，包括：主支撑立柱、转台和通过定日镜镜架支撑固定的定日镜试验镜，其特征在于：所述定日镜镜架包括由多条横梁和纵梁组装成的支撑框架，支撑框架中部固定有作为转轴的圆筒形横梁，支撑框架通过玻璃托架固定定日镜试验镜；支撑立柱设置有通过横担铰接的用于推动定日镜镜架纵向扭转的电动推杆，电动推杆伸缩端铰接定日镜镜架的支撑框架，电动推杆两端通过销钉固定铰链座；转台的底座固定在支撑立柱顶端，底座上设置有前后对称布置的留有间隙的两排托辊，两排托辊承托圆筒形横梁，底座中间位置通过螺栓固定有套设圆筒形横梁的底座限位套环；圆筒形横梁设置有对应托辊两端外侧的环形轴向限位凸台；所述圆筒形横梁与纵梁之间焊接有多个连接垫块，中间位置的连接垫块设置有用于定日镜试验镜转动到水平位置抵接限位套环上部止位块的限位撞块；

安装步骤和更换步骤具体方法为：

安装步骤一：在主支撑立柱上安装固定横担和上顶板，横担横向支撑在主支撑立柱侧后方，横担后端设置用于安装电动推杆的铰链座，铰链座通过销钉固定，并将主支撑立柱安装在试验场地基基座上；

安装步骤二：预先组装转台，在转台的底座上设置前后对称布置的两排托辊，通过轴承座安装设定托辊，两排托辊之间留间隙，用于承托圆筒形横梁；

安装步骤三：预先组装定日镜镜架，通过多条横梁和纵梁焊接组装成的支撑框架；在圆筒形横梁中间活动套装底座限位套环，在限位套环顶部两侧固定设置止位块，在圆筒形横梁焊接与转台托辊两端外侧位置相对应的环形轴向限位凸台，对圆筒形横梁轴向限位；在圆筒形横梁与纵梁之间焊接多个连接垫块进行固定连接，在连接垫块上焊接限位撞块，限位撞块用于在定日镜试验镜转动到水平位置时限位撞块抵接限位套环的止位块；

安装步骤四：吊装预先组装的转台到主支撑立柱的上顶板上，安装固定；

安装步骤五：吊装预先组装定日镜镜架，使圆筒形横梁浮放嵌入在转台两排托辊之间的间隙位置，并使圆筒形横梁的环形轴向限位凸台对应托辊两端外侧，对圆筒形横梁轴向限位；再将套装在圆筒形横梁的底座限位套环通过螺栓固定在转台底座中间位置，对圆筒形横梁径向限位；

安装步骤六：将电动推杆的固定端安装在横担的铰链座上，电动推杆伸缩端铰接定日镜镜架的支撑框架，电动推杆两端通过销钉固定铰链座；

安装步骤七：用角度仪测量镜架竖立状态初始位置，使定日镜镜架纵梁与垂直轴夹角为5°±1°；给电动推杆上电，电动推杆伸缩端伸出推动定日镜镜架向上翻转到水平位置，用角度仪测量镜架终止位置，使镜架定日镜镜架纵梁与垂直轴夹角90°±1°；

安装步骤八：定日镜镜架在水平位置，安装玻璃托架，玻璃托架粘接固化定日镜试验镜，定日镜试验镜采用玻璃镜；

安装步骤九：将电动推杆收缩到镜架竖立状态的原始位置，反复动作检查玻璃是否脱落，安装完成；

更换步骤一：定日镜清洗用试验装置安装完成后，采用钢丝绳穿过定日镜镜架圆筒形横梁通孔形成吊索；拔下电动推杆两端轴承座的销钉，使电动推杆与定日镜支架镜架和主支撑立柱的分离；卸下转台与底座限位套环之间连接固定的螺栓；更换步骤二：吊车起吊，将定日镜镜架脱离转台；

更换步骤三：将要更换的装有圆筒形横梁的另一定日镜镜架吊到转台上，重复所述安装步骤五至安装步骤九，完成更换安装。

2.根据权利要求1所述的定日镜清洗用试验装置，其特征在于：所述支撑框架后部通过短连接梁连接有后置框架，圆筒形横梁固定在支撑框架和后置框架之间。