CN204478535U - 一种显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置 - Google Patents
一种显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204478535U CN204478535U CN201520030868.6U CN201520030868U CN204478535U CN 204478535 U CN204478535 U CN 204478535U CN 201520030868 U CN201520030868 U CN 201520030868U CN 204478535 U CN204478535 U CN 204478535U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat
- chamber
- heat exchanger
- annular branch
- inlet annular
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn - After Issue
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
Landscapes
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置。它包括入口环形分流腔、第一密封垫圈、套筒式热交换器、吸热腔、出口汇流腔、第二密封垫圈、保温层、蓄热体、透镜；集热装置本体从内到外顺次设有吸热腔、蓄热体、套筒式热交换器，吸热腔的腔口处安装有透镜；蓄热体）外壁与套筒式热交换器的内壁紧密贴合；入口环形分流腔包括冷流体进口流道、入口环形分流腔流道、入口环形分流腔密封槽道、入口环形分流腔上沿；套筒式热交换器包括热交换器流道、热交换器下沿、热交换器下密封槽道、第一、第二热交换器上密封槽道、热交换器上沿。本实用新型利用蓄热体作为太阳能腔体吸收器，系统结构紧凑，有效地解决了太阳能热量输出不稳定的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置，属于太阳能热利用技术领域。
背景技术
目前，传统能源储量日益减少，环境污染问题日益加重，太阳能热利用已受到越来越多的重视，并成为我国当前能源发展的重要方向。其中，太阳能与传统化石能源联合循环热发电技术或利用太阳能直接供给水热网所需热量等对于缓解我国化石能源紧缺，实现节能减排具有极为重大的意义。
国内外对于太阳能与传统化石能源联合循环热发电技术的研究主要集中在利用太阳能加热给水或蒸汽，与朗肯循环相结合的太阳能联合循环热力发电系统（ISCC）。混合发电系统瞬时太阳能热发电效率和年太阳能热电转换效率都高于单纯太阳能发电系统的效率，并且将太阳辐射热量输入燃煤机组热力系统以取代部分燃煤热量，可以在利用太阳能的同时部分降低煤耗量。但对于现有的太阳能联合循环热发电系统来说，由于受太阳能辐射的波动特性的影响，太阳能集热装置的加入不仅增加了燃煤机组的控制运行难度，且相关受热面热负荷波动较大，变化复杂，锅炉运行稳定性、安全性随之下降。目前解决此类问题的较为有效的办法是类似太阳能槽式电站配备高温熔盐蓄热系统，但该系统中集热装置与蓄热装置（熔融盐罐体）是分离的，二者之间的热量传递需要依靠高温传热介质在复杂的管路中流动来实现，热传递回路较长，阻力与热量损耗严重，且由于蓄热罐材料与熔融盐使用量大、维持高温等因素导致单位造价与运行成本相对较高，系统综合效率较低。因此。太阳能联合循环热发电系统在优化管路结构，实现太阳能集热系统长期稳定、安全运行，提高太阳能源利用率等方面有进一步改善、提升的空间。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置包括入口环形分流腔、第一密封垫圈、套筒式热交换器、吸热腔、出口汇流腔、第二密封垫圈、保温层、蓄热体、透镜；
集热装置本体从内到外顺次设有吸热腔、蓄热体、套筒式热交换器，吸热腔的腔口处安装有透镜；蓄热体）外壁与套筒式热交换器的内壁紧密贴合；
入口环形分流腔包括冷流体进口流道、入口环形分流腔流道、入口环形分流腔密封槽道、入口环形分流腔上沿；
入口环形分流腔本体周边均匀设有多个冷流体进口流道，入口环形分流腔本体内设有入口环形分流腔流道，多个冷流体进口流道与入口环形分流腔流道相连，入口环形分流腔本体上端设有入口环形分流腔密封槽道、入口环形分流腔上沿；
套筒式热交换器包括热交换器流道、热交换器下沿、热交换器下密封槽道、第一热交换器上密封槽道、第二热交换器上密封槽道、热交换器上沿；
出口汇流腔包括集流器、热流体出口流道、出口汇流腔流道、第一出口汇流腔密封槽道、第二出口汇流腔密封槽道、出口汇流腔上沿；
入口环形分流腔上沿与热交换器下沿焊接连接，热交换器上沿与出口汇流腔上沿焊接连接，使得入口环形分流腔密封槽道与热交换器下密封槽道、第一换器上密封槽道与第一出口汇流腔密封槽道、第二热交换器上密封槽道与二第出口汇流腔密封槽道分别相互配合形成封闭的密封空间，由下至上顺次使得冷流体进口流道、入口环形分流腔流道、热交换器流道、出口汇流腔流道、集流器、热流体出口流道紧密相连，形成流体换热通路；入口环形分流腔流道出口与热交换器流道入口之间装有第一密封垫圈；热交换器流道出口与汇流腔流道入口装有第二密封垫圈；
入口环形分流腔、套筒式热交换器、出口汇流腔、集流器的外部均敷设有保温层。
所述的冷流体进口流道为6个。
所述的入口环形分流腔内壁为圆台状。
所述的蓄热体的材料采用石墨、高温混凝土或耐火硅砖，且其内壁可涂有选择性吸收涂层。
本实用新型与现有技术相比，具有的有益效果：
1）本实用新型集吸热、蓄热、换热为一体，结构紧凑。
2）本实用新型通过将蓄热技术与太阳能集热装置相结合，有效地解决了太阳能辐照不连续的缺点，能稳定、持续的输出一定热力学参数的工质，提高了太阳能的利用率。
附图说明
图 1是显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置结构示意图；
图 2是显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置的A-A截面图；
图 3是显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置的入口环形分流腔结构简图；
图 4是显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置的套筒式热交换器结构简图；
图 5是显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置的出口汇流腔结构简图；
图中：入口环形分流腔1、冷流体进口流道2、第一密封垫圈3、套筒式热交换器4、吸热腔5、出口汇流腔6、集流器7、热流体出口流道8、第二密封垫圈9、保温材料10、出口汇流腔流道11、套筒式热交换器流道12、蓄热体13、入口环形分流腔流道14、透镜15、入口环形分流腔密封槽道16、入口环形分流腔上沿17、套筒式热交换器下沿18、套筒式热交换器下密封槽道19、第一套筒式热交换器上密封槽道20、第二套筒式热交换器上密封槽道21、套筒式热交换器上沿22、第一出口汇流腔密封槽道23、第二出口汇流腔密封槽道24、出口汇流腔上沿25。
具体实施方式
如图1-5所示，显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置包括入口环形分流腔1、第一密封垫圈3、套筒式热交换器4、吸热腔5、出口汇流腔6、第二密封垫圈9、保温层10、蓄热体13）透镜15；
集热装置本体从内到外顺次设有吸热腔5、蓄热体13、套筒式热交换器4，吸热腔5的腔口处安装有透镜15；蓄热体13外壁与套筒式热交换器4的内壁紧密贴合；
入口环形分流腔1包括冷流体进口流道2、入口环形分流腔流道14、入口环形分流腔密封槽道16、入口环形分流腔上沿17；
入口环形分流腔本体周边均匀设有多个冷流体进口流道，入口环形分流腔本体内设有入口环形分流腔流道，多个冷流体进口流道与入口环形分流腔流道相连，入口环形分流腔本体上端设有入口环形分流腔密封槽道、入口环形分流腔上沿；
套筒式热交换器4包括热交换器流道12、热交换器下沿18、热交换器下密封槽道19、第一热交换器上密封槽道20、第二热交换器上密封槽道21、热交换器上沿22；
出口汇流腔6包括集流器7、热流体出口流道8、出口汇流腔流道11、第一出口汇流腔密封槽道23、第二出口汇流腔密封槽道24、出口汇流腔上沿25；
入口环形分流腔上沿17与热交换器下沿18焊接连接，热交换器上沿22与出口汇流腔上沿25焊接连接，使得入口环形分流腔密封槽道16与热交换器下密封槽道19、第一换器上密封槽道20与第一出口汇流腔密封槽道23、第二热交换器上密封槽道21与二第出口汇流腔密封槽道24分别相互配合形成封闭的密封空间，由下至上顺次使得冷流体进口流道2、入口环形分流腔流道14、热交换器流道12、出口汇流腔流道11、集流器7、热流体出口流道8紧密相连，形成流体换热通路；入口环形分流腔流道14出口与热交换器流道12入口之间装有第一密封垫圈3；热交换器流道12出口与汇流腔流道11入口装有第二密封垫圈9；
入口环形分流腔1、套筒式热交换器4、出口汇流腔6、集流器7的外部均敷设有保温层10。
所述的冷流体进口流道2为6个。
所述的入口环形分流腔1内壁为圆台状。
所述的蓄热体13的材料采用石墨、高温混凝土或耐火硅砖，且其内壁可涂有选择性吸收涂层。
显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热方法是：太阳光照射于反射镜聚焦于吸热腔5腔口处，经透镜15分配后照射到蓄热体13的内壁吸热面，蓄热体13吸热后温度升高；当蓄热体13温度升高到换热阈值温度时，套筒式热交换器4通过与蓄热体13进行热交换加热经冷流体进口流道2流入热交换器流道12的流体工质，加热后的流体工质在出口汇流腔流道11继续吸热后经热流体出口流道8流出完成流体工质的加热过程，当太阳辐照强度超过阈值辐照时，蓄热体13在保证与套筒式热交换器4之间稳定换热的同时，通过自身温度的升高利用自身的显热将多余热量进行储存，当辐照强度低于阈值辐照时，蓄热体13依靠自身积蓄热量向流道内工质继续放热，在一定的时间范围内保证热流体出口流道处稳定、持续的输出一定热力学参数的工质。
本实用新型的具体工作过程如下：
太阳光照射于反射镜聚焦后经吸热腔入口处透镜分配后照射到蓄热体的内壁吸热面，吸热面吸热后将热量传导给蓄热体，加热蓄热体温度升高。当蓄热体温度升高到换热阈值温度时，诸如燃煤机组回热系统凝结水等工质经冷流体进口流道流入套筒式热交换器与蓄热体进行热交换进行加热，加热后的流体工质在出口汇流腔流道继续吸热后经热流体出口流道流出完成流体工质的加热过程。
运行过程中，当太阳辐照强度超过阈值辐照时，通过控制流量，保证蓄热体与套筒式热交换器之间稳定换热和出口参数的同时，富于太阳能辐照通过蓄热体自身温度的升高利用自身的显热将多余热量进行储存；当蓄热体温度超过设定的极限值时，通过增大流量以保证蓄热体温度在控制范围之内，避免事故发生。运行过程中，当辐照强度低于阈值辐照时，蓄热体依靠自身显热蓄热量与套筒式热交换器继续换热，加热流道内工质，在一定的时间范围内保证热流体出口工质流量和温度稳定和连续输出。
将本显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置与热力发电厂回热系统并联，可对锅炉给水分两路预热，一路通过回热系统，另一路通过太阳能集热腔，可使回热所需抽汽量减少，汽轮机做功增加，通过蓄热体的显热蓄热进一步提高了太阳能热量输出的稳定性，并且本装置集吸热、蓄热、换热为一体，结构紧凑，系统安全性能高，成本低，经济效益可观。在蓄热体光路接收端安装的透镜能使得吸热腔内壁的温度分布更加均匀，有效地减少腔体内壁的热应力；同时，可有效减少腔体内部与外界的对流与辐射热损失，使得太阳能集热系统有较高的吸热效率。
Claims (4)
1.一种显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置，其特征在于包括入口环形分流腔（1）、第一密封垫圈（3）、套筒式热交换器（4）、吸热腔（5）、出口汇流腔（6）、第二密封垫圈（9）、保温层（10）、蓄热体（13）、透镜（15）；
集热装置本体从内到外顺次设有吸热腔（5）、蓄热体（13）、套筒式热交换器（4），吸热腔（5）的腔口处安装有透镜（15）；蓄热体（13）外壁与套筒式热交换器（4）的内壁紧密贴合；
入口环形分流腔（1）包括冷流体进口流道（2）、入口环形分流腔流道（14）、入口环形分流腔密封槽道（16）、入口环形分流腔上沿（17）；
入口环形分流腔本体周边均匀设有多个冷流体进口流道，入口环形分流腔本体内设有入口环形分流腔流道，多个冷流体进口流道与入口环形分流腔流道相连，入口环形分流腔本体上端设有入口环形分流腔密封槽道、入口环形分流腔上沿；
套筒式热交换器（4）包括热交换器流道（12）、热交换器下沿（18）、热交换器下密封槽道（19）、第一热交换器上密封槽道（20）、第二热交换器上密封槽道（21）、热交换器上沿（22）；
出口汇流腔（6）包括集流器（7）、热流体出口流道（8）、出口汇流腔流道（11）、第一出口汇流腔密封槽道（23）、第二出口汇流腔密封槽道（24）、出口汇流腔上沿（25）；
入口环形分流腔上沿（17）与热交换器下沿（18）焊接连接，热交换器上沿（22）与出口汇流腔上沿（25）焊接连接，使得入口环形分流腔密封槽道（16）与热交换器下密封槽道（19）、第一换器上密封槽道（20）与第一出口汇流腔密封槽道（23）、第二热交换器上密封槽道（21）与二第出口汇流腔密封槽道（24）分别相互配合形成封闭的密封空间，由下至上顺次使得冷流体进口流道（2）、入口环形分流腔流道（14）、热交换器流道（12）、出口汇流腔流道（11）、集流器（7）、热流体出口流道（8）紧密相连，形成流体换热通路；入口环形分流腔流道（14）出口与热交换器流道（12）入口之间装有第一密封垫圈（3）；热交换器流道（12）出口与汇流腔流道（11）入口装有第二密封垫圈（9）；
入口环形分流腔（1）、套筒式热交换器（4）、出口汇流腔（6）、集流器（7）的外部均敷设有保温层（10）。
2.根据权利要求1所述的一种显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置，其特征在于所述的冷流体进口流道（2）为6个。
3.根据权利要求1所述的一种显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置，其特征在于所述的入口环形分流腔（1）内壁为圆台状。
4.根据权利要求1所述的一种显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置，其特征在于所述的蓄热体（13）的材料采用石墨、高温混凝土或耐火硅砖，且其内壁可涂有选择性吸收涂层。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520030868.6U CN204478535U (zh) | 2015-01-17 | 2015-01-17 | 一种显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520030868.6U CN204478535U (zh) | 2015-01-17 | 2015-01-17 | 一种显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204478535U true CN204478535U (zh) | 2015-07-15 |
Family
ID=53634322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520030868.6U Withdrawn - After Issue CN204478535U (zh) | 2015-01-17 | 2015-01-17 | 一种显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204478535U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104567024A (zh) * | 2015-01-17 | 2015-04-29 | 浙江大学 | 显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置及方法 |
| CN109798672A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-05-24 | 哈尔滨工业大学 | 一种空间太阳能高温光热转换-储能-强化换热一体装置 |
-
2015
- 2015-01-17 CN CN201520030868.6U patent/CN204478535U/zh not_active Withdrawn - After Issue
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104567024A (zh) * | 2015-01-17 | 2015-04-29 | 浙江大学 | 显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置及方法 |
| CN104567024B (zh) * | 2015-01-17 | 2016-03-09 | 浙江大学 | 显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置及方法 |
| CN109798672A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-05-24 | 哈尔滨工业大学 | 一种空间太阳能高温光热转换-储能-强化换热一体装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104567024B (zh) | 显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置及方法 | |
| CN106014891B (zh) | 一种槽式太阳能联合循环发电系统 | |
| CN101476789B (zh) | 一种用于太阳能集热设备的储热供热系统及其工作方法 | |
| CN101907075B (zh) | 多级耦合蓄热式太阳能热电联供系统 | |
| CN204084894U (zh) | 一种使用脉动热管的线性菲涅尔式太阳能集热器 | |
| CN105823236B (zh) | 一种基于磁性纳米流体的聚光型光伏热装置 | |
| CN105222368A (zh) | 基于熔盐传热蓄热的太阳能梯级加热高温集热系统 | |
| CN102889698B (zh) | 太阳能储能系统 | |
| CN100434829C (zh) | 光导聚能高温相变蓄热太阳能发生器 | |
| CN107084103A (zh) | 一种以二氧化碳为储热及做功工质的塔式太阳能光热发电系统 | |
| CN107084102A (zh) | 一种以二氧化碳为储热及做功工质的槽式太阳能光热发电系统 | |
| CN107989757A (zh) | 具有储热功能的太阳能空气透平发电系统及其控制方法 | |
| CN106225541A (zh) | 单塔式多集热器塔式光热发电系统 | |
| CN204478535U (zh) | 一种显热蓄热式腔体聚光吸热太阳能集热装置 | |
| CN106121942A (zh) | 一种采用液态铅铋传热和储热的超临界太阳能电站 | |
| CN110260535B (zh) | 一种太阳能连续烘焙系统及方法 | |
| CN205245702U (zh) | 一种基于储能换热功能槽式集热器的太阳能蒸汽干燥系统 | |
| CN209541198U (zh) | 一种中高温型太阳能光热光伏装置 | |
| WO2024021296A1 (zh) | 一种超超临界太阳能塔式水工质吸热器 | |
| CN202747471U (zh) | 太阳能储热供暖系统 | |
| CN204478540U (zh) | 一种传热改善性蓄热式太阳能集热装置 | |
| CN202955886U (zh) | 太阳能储能系统 | |
| CN203464512U (zh) | 太阳能光热采集器、光热电采集板和太阳能采暖热水系统 | |
| CN105371508A (zh) | 一种太阳能热水器 | |
| CN104567028B (zh) | 传热改善型蓄热式太阳能集热装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20150715 Effective date of abandoning: 20160309 |
|
| C25 | Abandonment of patent right or utility model to avoid double patenting |