CN201983480U - 塔式太阳能集热装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种塔式太阳能集热装置，包括：太阳能接收器，所述太阳能接收器包括多个接收器单元，所述接收器单元并排放置，每个所述接收器单元均包括吸热管，所述吸热管螺旋排布形成一腔体，所述腔体一端设有一开口，所述开口处覆盖一透明盖体，多个太阳能收集器，放置于所述太阳能接收器的一侧。本实用新型塔式太阳能集热装置能够最大限度的减少热损失，热效率相对较高，且对于定日镜场布置的要求以及接收器的制作工艺都较低。

Description

塔式太阳能集热装置
技术领域
本实用新型属于太阳能设备领域，且尤其涉及一种塔式太阳能集热装置。
背景技术
在塔式太阳能热发电系统中，太阳能接收器是实现塔式太阳能热发电最为关键的核心技术，它将定日镜所捕捉、反射、聚焦的太阳能直接转化为可以高效利用的高温热能，为发电机组提供所需的热源或动力源，从而实现太阳能热发电的过程。目前，不少国家相继投资对该技术的研究，起步较早的欧、美及以色列等国在该技术上已经取得重大突破。国际上现有的塔式太阳能接收器主要分为间接照射接收器和直接照射接收器两大类。
塔式太阳能接收器，分为间接照射和直接照射，间接太阳能接收器也称为外露式太阳能接收器，其主要特点是接收器向载热工质的传热过程不发生在太阳照射面，工作时聚焦入射的太阳能先加热受热面，受热面升温后再通过壁面将热量向另一侧的工质传递。管状接收器属于这一类型。管状接收器由若干竖直排列的管子组成，这些管子呈环形布置，形成一个圆筒体，管外壁涂以耐高温选择性吸收涂层，通过塔体周围定日镜聚焦形成的光斑直接照射在圆筒体外壁，以辐射方式使得圆筒体壁温升高；而载热工质从竖直管内部流过，在管内表面，热量以导热和对流的方式从壁面向工质传输，从而使载热工质获得热能成为可加以利用的高温热源。这种接收器可采用水、熔盐、空气等多种工质，流体温度一般在100～600℃间，压力≤120atm。
管状太阳能接收器的优点是它可以接收来自塔四周360°范围内定日镜反射、聚焦的太阳光，有利于定日镜镜场的布局设计和太阳能的大规模利用；但是，由于其吸热体外露于周围环境之中，存在着较大的热损失，因此接收器热效率相对较低。管状太阳能接收器的应用代表是美国的塔式热发电电站Solar One和Solar Two，两者均采用管状太阳能接收器，两者的主要区别在于流经接收器的载热工质不同，分别为水和熔盐。
直接照射太阳能接收器，也称空腔式接收器，这类接收器的共同特点是接收器向工质传热与入射阳光加热受热面在同一表面发生，同时，空腔式接收器内表面具有几近黑体的特性，可有效吸收入射的太阳能，从而避免了选择性吸收涂层的问题。直接照射太阳能接收器主要包括无压腔体式接收器和有压腔体式接收器两种。采用这类接收器时，由于阳光只能从其窗口方向射入，定日镜场的布置受到一定的限制。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种塔式太阳能集热装置，用以克服现有技术中太阳能接收器热损失较大以及定日镜场的布置受到限制的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提出一种塔式太阳能集热装置，包括：太阳能接收器，所述太阳能接收器包括多个接收器单元，所述接收器单元并排放置，每个所述接收器单元均包括吸热管，所述吸热管螺旋排布形成一腔体，所述腔体一端设有一开口，所述开口处覆盖一透明盖体，多个太阳能收集器，放置于所述太阳能接收器的一侧。
可选的，所述透明盖体呈平面设置。
可选的，多个所述接收器单元的透明盖体位于同一平面上。
可选的，所述接收器单元在与开口相对的另一端设有一反射体，所述反射体延伸至所述腔体内，所述反射体为三角锥形。
可选的，所述吸热管表面涂有太阳光选择性吸收涂膜。
可选的，所述接收器单元外部设有一壳体，且所述壳体与所述吸热管之间设有绝热保温层。
可选的，多个所述接收器单元的吸热管被平均分成多组，每组所述接收器单元的吸热管均和一分管道相连。
可选的，多个所述接收器单元的吸热管被平均分成5组、6组、8组或12可选的，所述分管的两端均连接一主管道。
与现有技术相比较，本实用新型塔式太阳能集热装置的有益效果在于：本实用新型塔式太阳能集热装置的接收器单元在开口处采用透明盖体，避免吸热体外露于周围环境之中，减少了热损失，提高了热利用效率；本实用新型塔式太阳能集热装置将多个接收器以并列以及串联的方式组成一个整体，且透明盖体位于同一平面上，类似于一个平面接收器，使得定日镜场的布局不受限制，而且制作工艺的难度也大大降低。
附图说明
图1为本实用新型塔式太阳能集热装置的结构示意图。
图2为本实用新型塔式太阳能集热装置的接收器的结构示意图。
图3为本实用新型塔式太阳能集热装置的接收器单元的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
首先，请参考图1，图1为本实用新型塔式太阳能集热装置的结构示意图。从图1可以看出，塔式太阳能集热装置，包括：太阳能接收器20，所述太阳能接收器包括多个接收器单元44，所述太阳能接收器20位于一支架21上，所述接收器单元44并排放置，多个太阳能收集器22，放置于所述太阳能接收器20的一侧。如图2所示，太阳50发出的光经过太阳能收集器22反射后，射到太阳能接收器20上的各个太阳能接收器单元44。
接着，请参考图2，图2为本实用新型塔式太阳能集热装置的结构示意图，从图2可以看出，塔式太阳能集热装置20包括多个接收器单元44，所述接收器单元44并排放置，图2中塔式太阳能集热装置包括有36个接收器单元44，接收器单元44组成一个正方形，每边设置6个。多个接收器单元44也可以并排放置，形成其他形状的接收器。
接着，请参考图3，图3为本实用新型塔式太阳能集热装置的接收器单元的结构示意图，包括一壳体13，在具体实施时，该壳体13外表面呈流线形(如半圆形或椭圆形)，从而减少空气阻力，并且该壳体13内部排设有吸热管10，该吸热管10呈螺旋式排布由此形成一腔体100，并且该腔体100一端设有一开口101，以便令太阳光聚光器(未图示)所聚集的太阳光15从该开口101射入该腔体100内部，以便吸热管10吸收。另外，该吸热管10表面设有选择性吸收涂膜104，如电镀黑铬层，如此吸热管10利用该吸收涂膜104只吸收可见光，不吸收红外光，同时也不向外辐射红外光，如此以增加吸热管10的吸热效率。
壳体13在开口101外部覆盖一透明盖体11，该透明盖体11呈平面设置，如此经聚光器集中的太阳光15以垂直于该曲面的方向从该透明盖体11透射至该腔体100内，如此可减少反射，从而最大效率的利用被集中的太阳光15，在实施时，该透明盖体11由高透光率的材料制成。为了减少入射至腔体100内的太阳光15再反射至大气中，该壳体13在与开口101相对的另一端设有一反射体12，该反射体12延伸至该腔体100内，如此可将被吸热管10表面反射的太阳光15再反射至至吸热管10上，以增加太阳光在该腔体100内部反射的次数，从而更好地利于吸热管10吸收太阳光15。在具体实施时，该反射体12可为三角锥状，并且该反射体12表面还可设有许多凹凸表面，以充分将太阳光15反射至吸热管10上。吸热管10呈螺旋状排布，并且从开口101一端到另一端的螺旋半径逐渐减小，以令该吸热管10呈倒锥形或半椭圆形排布，即令吸热管10的弯折曲率产生变化，如此温度低的工作流体自开口101一端的工作流体进口管102进入吸热管10后被加热，并通过将吸热管10弯折曲率的变化，从而促进流体径向混合，如此可令流体充分混合以吸收热量并从工作流体出口管103流出，从而提高热交换效率。该壳体13与吸热管10之间设有绝热保温层14，以便防止吸热管10吸收的热量传导至壳体13外部，当然还可以是其他的防止热辐射的结构，具体可参考中国专利200420109283.5及200410065548.0，此处不再赘述。
通过在腔体100的开口101处设置一透明盖体11，如此可令集中入射的太阳光15以垂直该曲面的方向透射过该透明盖体11而入射至开口101内，从而减少反射，同时通过此透明盖体11封闭该开口101，从而避免沙尘等杂质进入收集器1内，也可避免收集器1内的热量随空气的对流被带出收集器1，如此利于提高该收集器1的效率。通过在吸热管10表面涂覆选择性吸收涂膜104，如电镀黑铬层，如此吸热管10利用该选择性吸收涂膜104只吸收可见光，不吸收红外光，同时也不向外辐射红外光，如此以增加该收集器1的吸热效率。反射体为三角锥形，反射光线更加的聚集，有利于提高收集器的吸热效率。
所述透明盖体11呈平面设置，多个所述接收器单元的透明盖体11位于同一平面上，类似于一个平面接收器，使得定日镜场的布局不受限制，而且制作工艺的难度也大大降低。
虽然本实用新型己以较佳实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (9)

1.一种塔式太阳能集热装置，其特征在于，包括：
太阳能接收器，所述太阳能接收器包括多个接收器单元，所述接收器单元并排放置，每个所述接收器单元均包括吸热管，所述吸热管螺旋排布形成一腔体，所述腔体一端设有一开口，所述开口处覆盖一透明盖体
多个太阳能收集器，放置于所述太阳能接收器的一侧。
2.根据权利要求1所述的塔式太阳能集热装置，其特征在于：所述透明盖体呈平面设置。
3.根据权利要求2所述的塔式太阳能集热装置，其特征在于：多个所述接收器单元的透明盖体位于同一平面上。
4.根据权利要求1所述的塔式太阳能集热装置，其特征在于：所述接收器单元在与开口相对的另一端设有一反射体，所述反射体延伸至所述腔体内，所述反射体为三角锥形。
5.根据权利要求1所述的塔式太阳能集热装置，其特征在于：所述吸热管表面涂有太阳光选择性吸收涂膜。
6.根据权利要求1所述的塔式太阳能集热装置，其特征在于：所述接收器单元外部设有一壳体，且所述壳体与所述吸热管之间设有绝热保温层。
7.根据权利要求1所述的塔式太阳能集热装置，其特征在于：多个所述接收器单元的吸热管被平均分成多组，每组所述接收器单元的吸热管均和一分管道相连。
8.根据权利要求7所述的塔式太阳能集热装置，其特征在于：多个所述接收器单元的吸热管被平均分成5组、6组、8组或12组。
9.根据权利要求7所述的塔式太阳能集热装置，其特征在于：所述分管的两端均连接一主管道。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102901236A (zh) * 2011-07-27 2013-01-30 益科博能源科技（上海）有限公司 太阳能接收器、集热系统以及太阳能转化成热能的方法
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