CN202947336U - 一种塔式太阳能电站吸热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种塔式太阳能电站吸热器，解决了传统吸热器模块排布结构导致热量分布不均，导致局部吸热器模块内工质工作热效率低的问题。本装置由多个吸热器模块组成，其特征在于：包括若干个并联的模块组，每个模块组具有若干相互串联的吸热器模块，各模块组中的吸热模块在吸热器上依次交替排列。本实用新型消除了吸热器表面受热不均的对工质热效率的影响；同时可以实现对同一模块组内的吸热器模块流量流速整体控制，是工质流量流速达到最佳工作热效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种塔式太阳能电站吸热器的模块排布结构，属于塔式太阳能热发电技术领域。
技术背景
吸热器是塔式太阳能热电站的核心设备之一，它将定日镜捕捉、反射、聚焦的太阳光接收并转化为工质的内能，为发电机组提供所需的能量，进而实现太阳能热发电的过程。
现有的塔式太阳能吸热器，吸热器由吸热器模块简单地并行排列组成，如果吸热器表面能量分布不均匀就会导致流经各模块的工质的温度不一致，当外部光照因为遮挡等其他原因变弱时，工质就不能达到工作温度，因此工作流量和吸热效率普遍低下，制约了电站的装机容量的提升。为了提升吸热器的工作性能，比如中国专利CN202419970U，名称为一种塔式太阳能热发电站接收器，通过在圆筒状第一吸热面顶部加设第二吸热面，减少吸热面表面热空气和辐射带来的热损失，但是该装置无法改变吸热面接受热量不均匀导致的工质吸热效率低的问题。
发明内容
本实用新型的目的在于针对传统吸热器模块排布结构导致热量分布不均，导致局部吸热器模块内工质工作热效率低的问题，提供一种能提高工质热效率的塔式太阳能电站吸热器模块排布结构。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种塔式太阳能电站吸热器，由多个吸热器模块组成，包括若干个并联的模块组，每个模块组具有若干相互串联的吸热器模块，各模块组中的吸热模块在吸热器上依次交替排列。传统的并行式吸热器模块排布，每个吸热器模块内工质流速基本一致，当吸热器表面受热不均，就会导致部分吸热器模块内工质温度低，而吸热器表面受热情况变数大，无法实时调节。工质在串联的吸热器模块中依次通过，当吸热器表面热能分布不均时，工质依然能达到比较好的加热效果；当光照强度较低时，工质流经更多的吸热器模块能起到更好的加热效果；根据光照强度的不同，仅需对同一模块组内的流量流速进行统一调节，例如光照强度高则加快工质流速，光照强度低则降低高低工质流速，就可以满足工质热效率的要求，而不需要对每个吸热器模块进行调节，消除了吸热器表面受热不均造成的影响。模块组可以根据太阳能电站的规模分为两组、三组或者更多。
作为优选，所述吸热器模块为竖条状，各吸热器模块沿水平向相互贴靠排列在吸热器表面。吸热器模块相互贴靠，尽量保持不留缝隙。
作为优选，所述各模块组的吸热器模块数量一致。有利于吸热器模块的布置。
作为优选，同一模块组内相邻的吸热器模块交替在顶部和底部采用连接管道进行串接。
作为优选，所述顶部的连接管道上设有排气阀。
作为优选，所述底部的连接管道上设有泄流阀。排气阀和泄流阀组成泄流系统，可以应对紧急情况下的泄流。
作为优选，在各模块组的前端设有一个总的进口缓存罐，各模块组的末端设有一个总的出口缓存罐。工质从进口缓存罐流入各模块组，然后从各模块组流入出口缓存罐，同时，排气阀与出口缓存罐连通，出口缓存灌顶部设有排气管，使排气阀排气过程通过出口缓存罐，以应对排气过程中工质溢出的情况。
作为优选，进口缓存罐和出口缓存罐之间设有短路通道，短路通道上设有短路控制阀。可以用作吸热器模块故障的紧急短路通道。
作为优选，所述各吸热器模块上均设有温控装置。监测各吸热器模块的工作温度情况，为流量流速调节提供依据。
作为优选，所述各模块组的第一个吸热器模块之前均设有调节阀和流量计。
作为优选，所述吸热器模块排列组成环形的吸热器表面。
本实用新型采用多模块组并联，模块组内吸热器模块串连的方法，同时将同组的吸热器模块分散排列在吸热器表面，工质流经过个吸热器模块后消除了吸热器表面受热不均的对工质热效率的影响；同时可以实现对同一模块组内的吸热器模块流量流速整体控制，是工质流量流速达到最佳工作热效率。
附图说明
图1是本实用新型一种吸热器模块逻辑结构图。
图2是本实用新型一种吸热器结构示意图。
图中：1、进口缓存罐，2、流量计，3、调节阀，4、泄流阀，5、吸热器模块，6、连接管道，7、温控装置，8、排气阀，9、出口缓存罐。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型进一步说明。
实施例：一种塔式太阳能电站吸热器，如图1、图2所示。吸热器由24个吸热器模块5组成，吸热器模块分为两组，分别为相互并联的模块组Ⅰ和模块组Ⅱ，两个模块组分别具有12个串联的吸热器模块5。
模块组Ⅰ和模块组Ⅱ的连接关系如图1所示，模块组Ⅰ和模块组Ⅱ相互并联，模块组Ⅰ和模块组Ⅱ的前端连接有一个总的进口缓存罐1，模块组Ⅰ和模块组Ⅱ的末端连接有一个总的出口缓存罐9，进口缓存罐1和出口缓存罐9之间设有短路通道，并在短路通道上设有短路控制阀，通过短路控制阀的控制，可以用作吸热器模块故障时的紧急短路通道。
模块组Ⅰ和模块组Ⅱ的支路连接关系相同，因此仅以模块组Ⅰ为例进行结构说明。模块组Ⅰ从进口缓存罐1连出并分成并联支路后，连接管道6前端连接有流量计2、调节阀3，调节阀3之后依次串联12个吸热器模块5，各吸热器模块5上均设有温控装置7。相邻的吸热器模块5的交替在顶部和底部采用连接管道6进行串接，最末端的吸热器模块5链接到出口缓存罐9。吸热器模块5顶部串接的连接管道上设有排气阀8，底部的连接管道上设有泄流阀4。排气阀8与出口缓存罐9连接，出口缓存罐9上还设有排气管道，以应对排气过程中的溢流问题。排气阀和泄流阀组成泄流系统，可以应对紧急情况下的泄流。
吸热器的总体结构如图2所示，吸热器模块5呈竖条形，相邻吸热器模块5在水平方向相互贴靠，24个吸热器模块5环装排列，整个吸热器表面呈24面体，模块组Ⅰ和模块组Ⅱ的吸热器模块相互间隔、交替排列。
工作时，工质从进口缓存罐分别进入模块组Ⅰ和模块组Ⅱ，工质一次循环流经12个吸热器模块，可以充分吸收热量，即使各吸热器模块之间受热不均，也不会导致工质吸热不足，改善了工质工作的热效率。根据温控装置的监测结果，如果光照强度大，则工质升温快，此时可以加大工质流速流量，反之则减少工质流速流量，解决了传统吸热器结构难以对单个吸热器模块调节流量的问题。
Claims (10)
1. 一种塔式太阳能电站吸热器，由多个吸热器模块组成，其特征在于：包括若干个并联的模块组，每个模块组具有若干相互串联的吸热器模块，各模块组中的吸热模块在吸热器上依次交替排列。
2.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能电站吸热器，其特征在于：所述吸热器模块为竖条状，各吸热器模块沿水平向相互贴靠排列在吸热器表面。
3.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能电站吸热器，其特征在于：所述各模块组的吸热器模块数量一致。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种塔式太阳能电站吸热器，其特征在于：同一模块组内相邻的吸热器模块交替在顶部和底部采用连接管道进行串接。
5.根据权利要求4所述的一种塔式太阳能电站吸热器，其特征在于：所述顶部的连接管道上设有排气阀。
6.根据权利要求4所述的一种塔式太阳能电站吸热器，其特征在于：所述底部的连接管道上设有泄流阀。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种塔式太阳能电站吸热器，其特征在于：在各模块组的前端设有一个总的进口缓存罐，各模块组的末端设有一个总的出口缓存罐。
8.根据权利要求7所述的一种塔式太阳能电站吸热器，其特征在于：进口缓存罐和出口缓存罐之间设有短路通道，短路通道上设有短路控制阀。
9.根据权利要求1或2或3所述的一种塔式太阳能电站吸热器，其特征在于：所述各吸热器模块上均设有温控装置。
10.根据权利要求1或2或3所述的一种塔式太阳能电站吸热器，其特征在于：所述各模块组的第一个吸热器模块之前均设有调节阀和流量计。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106839454A (zh) * | 2017-01-21 | 2017-06-13 | 江苏双良锅炉有限公司 | 一种新型塔式太阳能光热电站熔盐吸热器 |
| CN107084536A (zh) * | 2017-05-23 | 2017-08-22 | 中国联合工程公司 | 一种吸热管管径渐变的高效塔式太阳能电站集热器系统 |
| WO2024031804A1 (zh) * | 2022-08-12 | 2024-02-15 | 南京工业大学 | 一种塔式太阳能超临界空气吸热器 |
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2012
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