CN203010564U - 一种塔式太阳能吸热器的管屏结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种塔式太阳能吸热器的管屏结构，适用于塔式太阳能水工质腔式吸热器，包括水冷壁、过热器一体化管屏和膜式壁管屏，所述膜式壁管屏设于吸热器采光口正对面，所述水冷壁、过热器一体化管屏布置于吸热器内壁两侧面，所述水冷壁、过热器一体化管屏受热面的水冷壁管子和过热器管子间隔并排布置，且两者向光侧平齐。本实用新型解决了水冷壁和过热器瞬态热量分配不均，过热器受热变形严重的问题。

Description

一种塔式太阳能吸热器的管屏结构

技术领域

本实用新型适用于塔式太阳能水工质腔式吸热器。

背景技术

在塔式太阳能热发电系统中，太阳能吸热器作为其关键设备之一，为了满足发电系统高参数、高效率的要求，受热面通常包括蒸发段和过热段两部分，以产生高温高压过热蒸汽送入汽轮机做功。但太阳能吸热器不同于常规化石燃料锅炉，其所受热辐射每天都要经历0～峰值的变化，同时还有乌云遮挡等瞬态变化的影响，造成吸热器各部分吸热量的不平衡，使受热面尤其是过热段温差及热应力过大而产生疲劳破坏。

在早期欧美等国所从事的太阳能吸热器研究及示范运行中，曾出现过一些相关问题，包括美国Solar One吸热器的热量分布不均，应力破坏问题以及西班牙CESA－Ⅰ吸热器受热面水平盘绕布置所引起的吊挂难题； 此外，BW公司也曾对太阳能吸热器的受热面结构进行过相关研究，提出过热器管屏紧帖水冷壁后部管隙，以替代膜式壁结构中的扁钢，这种结构由于采用垂直布置因此吊挂相对简单，但最大的问题是早上和傍晚太阳高度角偏小时，水冷壁会对过热器管屏受热造成严重遮挡，同时由于两者间没有焊接，当其受热不均造成管子变形错列时，会使密封性变差，散热损失提高，从而使吸热器的整体热效率严重降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提出了一种新型的适用于塔式太阳能吸热器的受热面管屏结构，解决水冷壁和过热器瞬态热量分配不均，过热器受热变形严重的问题。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：

一种塔式太阳能吸热器的管屏结构，包括水冷壁、过热器一体化管屏和膜式壁管屏，所述膜式壁管屏设于吸热器采光口正对面，所述水冷壁、过热器一体化管屏布置于吸热器内壁两侧面，所述水冷壁、过热器一体化管屏受热面的水冷壁管子和过热器管子间隔并排布置，且两者向光侧平齐。

上述方案中，根据实际热流密度分布，吸热器采光口正对面的热流密度较强，因此仅布置常规膜式壁管屏，对于包括过热器的一体化管屏则布置于热流密度较弱的两侧面，以确保过热器的安全运行；水冷壁、过热器一体化管屏受热面的水冷壁管子和过热器管子间隔并排、平齐布置的一体化管屏结构，使吸热器整体性及紧凑性更好，过热器管屏不会对水冷壁受热造成遮挡，使彼此受热不会造成影响，当光照发生变化时，各自的吸热量能够同向增加或减少，缓解了水冷壁和过热器间的瞬态热量匹配问题。

作为优选方式，所述水冷壁、过热器一体休管屏和膜式壁管屏均采用垂直布置、顶部吊装的结构形式。

上述方案中，两种管屏的重量均可以通过管子自身传递至不受热的吊挂装置。

作为优选方式，所述水冷壁、过热器一体化管屏通过连接于过热器管子上的滑动连接件固定于支撑钢架上，所述滑动连接件允许过热器管子受热轴向自由膨胀，限制其横向的出列变形。

上述方案中，其较好的限制了管子的出列位移，但允许其受热轴向自由膨胀。

作为优选方式，所述水冷壁、过热器一体化管屏固定点间的水冷壁管子通过连接件相互连接，且连接件紧贴过热器管子。

上述方案中，其作用一是增加水冷壁管屏钢性，便于吊装，同时连接件紧贴过热器管子，进一步限制了过热器管子的出列变形，二是对吸热器密封，减少散热损失提高效率。

作为优选方式，所述水冷壁、过热器一体化管屏的过热器管子在上下两端引出并分别接至各自集箱，集箱通过连接管实现串联或并联连接。 

作为优选方式，所述水冷壁、过热器一体化管屏的水冷壁管子在上下两端引出并分别接至各自集箱，集箱通过连接管实现串联或并联连接。

本实用新型的有益效果：这种水冷壁管子和过热器管子间隔并排、平齐布置的一体化管屏结构，使吸热器整体性及紧凑性更好，过热器管屏不会对水冷壁受热造成遮挡，同时使各自吸热量在光照发生变化时能够同向增加或减少，缓解两者间的瞬态热量匹配问题。此外，过热器管子的滑动连接件的固定方式，在允许其受热轴向自动膨胀的前提下有效的限制了其出列变形。

附图说明

图1是应用本实用新型的塔式太阳能光岛设备的结构示意图；

图2是本实用新型实施例腔体吸热器结构的结构示意图； 

图3是本实用新型实施例水冷壁和过热器一体化管屏结构的结构示意图；

图4是图3的A-A剖视图；

图5是图4的局部放大图； 

图6是本实用新型实施例过热器管子连接结构的结构示意图；

图7是图6的俯视图； 

图8是图3的B-B剖视图；

图9是图8的局部放大图； 

图中，1为定日镜，2为吸热塔，3为吸热器，4为水冷壁、过热器一体化管屏，5为常规膜式壁管屏，6为连接管Ⅰ，7为过热器上集箱，8为过热器管子，9为过热器下集箱，10为连接管Ⅱ，11为水冷壁上集箱，12为水冷壁管子，13为水冷壁下集箱，14为扁钢Ⅰ，15为扁钢Ⅱ，16为支撑钢架，17为保温层，18为滑动块Ⅰ，19为滑动块Ⅱ，20为扁钢Ⅲ。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1至9所示，本装置适用于塔式太阳能水工质腔式吸热器，如图1和2所示。吸热器受热面包括蒸发段及过热段两部分，管屏结构分为水冷壁、过热器一体化管屏4和常规膜式壁管屏5两种；水冷壁、过热器一体化管屏4和常规膜式壁管屏5均采用垂直布置、顶部吊装的结构形式，其重量通过管子自身传递至不受热的吊挂装置；根据实际热流密度分布，吸热器采光口正对面的热流密度较强，因此仅布置常规膜式壁管屏5，对于包括过热器的一体化管屏4则布置于热流密度较弱的两侧面，见图2，以确保过热器的安全运行；水冷壁、过热器一体化管屏4对称布置于吸热器两侧，过热器级数根据具体参数需求进行设置；水冷壁、过热器一体化管屏4受热面采用水冷壁管子12和过热器管子8间隔并排布置，并保证向光侧平齐的一体化结构，如图4、5和图8、9所示。水冷壁管子12和过热器管子8间隔并排布置的方式，使彼此受热不会造成影响，当光照发生变化时，各自的吸热量能够同向增加或减少，缓解了水冷壁和过热器间的瞬态热量匹配问题；水冷壁、过热器一体化管屏4过热器管子8在上下两端引出并分别接至过热器上集箱7和过热器下9，见图3，集箱通过连接管Ⅰ6实现串联或并联连接，以达到参数要求；水冷壁管子在上下两端也引出并分别接至水冷壁上集箱11和水冷壁下集箱13，集箱通过连接管Ⅱ10实现串联或并联连接。过热器管子8通过滑动连接件滑动块Ⅰ、Ⅱ18、19及扁钢Ⅰ、Ⅱ14、15固定于支撑钢架16上，见图4至7，其较好的限制了管子的出列位移，但允许其受热轴向自由膨胀，管屏的固定位置及固定点数量根据管屏高度及承载需求进行设置；水冷壁、过热器一体化管屏4固定点间的水冷屏管子12通过连接件扁钢Ⅲ20相互连接，见图8、9，其作用一是增加水冷壁管屏钢性，便于吊装，同时扁钢Ⅲ20紧贴过热器管子8，进一步限制了过热器管子8的出列变形，二是对吸热器密封，减少散热损失提高效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种塔式太阳能吸热器的管屏结构，其特征在于：包括水冷壁、过热器一体化管屏和膜式壁管屏，所述膜式壁管屏设于吸热器采光口正对面，所述水冷壁、过热器一体化管屏布置于吸热器内壁两侧面，所述水冷壁、过热器一体化管屏受热面的水冷壁管子和过热器管子间隔并排布置，且两者向光侧平齐。

2.如权利要求1所述的塔式太阳能吸热器的管屏结构，其特征在于：所述水冷壁、过热器一体化管屏和膜式壁管屏均采用垂直布置、顶部吊装的结构形式。

3.如权利要求1所述的塔式太阳能吸热器的管屏结构，其特征在于：所述水冷壁、过热器一体化管屏通过连接于过热器管子上的滑动连接件固定于支撑钢架上，所述滑动连接件允许过热器管子受热轴向自由膨胀，限制其横向的出列变形。

4.如权利要求3所述的塔式太阳能吸热器的管屏结构，其特征在于：所述水冷壁、过热器一体化管屏固定点间的水冷壁管子通过连接件相互连接，且连接件紧贴过热器管子。

5.如权利要求1所述的塔式太阳能吸热器的管屏结构，其特征在于：所述水冷壁、过热器一体化管屏的过热器管子在上下两端引出并分别接至各自集箱，集箱通过连接管实现串联或并联连接。

6.如权利要求1所述的塔式太阳能吸热器的管屏结构，其特征在于：所述水冷壁、过热器一体化管屏的水冷壁管子在上下两端引出并分别接至各自集箱，集箱通过连接管实现串联或并联连接。

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