CN204513815U - 一种双焦点聚光集热装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种双焦点聚光集热装置,由若干集热单元相互串联形成集热回路,集热单元包括支架,支架上设置有双联集热筒和成对的反射板,反射板具有两条聚焦线,双联集热筒包括筒壁和设置在筒壁中的两个通有导热工质的集热管,反射板将光线分别汇聚于集热管上;筒壁在垂直于集热管设置方向的截面为椭圆形,在椭圆形截面中的两个焦点位于集热管内,焦点还分别位于反射板的聚焦线上。采用双焦点的反射面将阳光聚焦于两条焦线,并这两条焦线上设置相应的双联集热筒分别进行光热转换,由此缩小单个集热筒的孔径减小散热;利用筒壁加强对热辐射散热的反射回收,是双联集热筒互补加热并提高筒内导热工质的热吸收,从而提高整个光热转换效率和发电能力。

Description

一种双焦点聚光集热装置
技术领域
本实用新型涉及一种光伏行业中的聚光热发电集热器,尤其是一种双焦点聚光的集热装置。
背景技术
作为新能源行业的重要组成部分的太阳能发电产业,聚光热发电是具有很大潜力和经济技术竞争优势的项目,未来的发展前途广阔。尤其是槽式光热发电装置应用的普及程度远远大于其他各种形式。其优点是:用于聚焦太阳光的抛物面聚光器,集热管加工简单,制造成本较低,耗材量少,加之结构形式不多,容易实现标准化,适合批量生产。
但同时在高效率和低散热方面,从技术角度来看,槽式聚光热发电装置又有其尚待改善的方面:如与碟式、塔式相比其集热器的光热转换、加热导热介质的吸热效率、集热管的不断散热等。由此导致了整体效率的下降,由此引起的一连串后果将最终导致发电量的减少。目前槽式聚光热发电装置的集热管有两个功能:其一是完成光热转换,其二是将热传给内部的导热工质;其二中除了导热工质还有相当的热量散失到集热管的内部空间形成浪费,而这些散热损失(主要能量集中在红外波段)是必须给予考虑的。如何使集热管内部的散热减小或对其进行再利用,以及提高导热工质的热吸收效率,这些都成了一个可改进的方向。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题,本实用新型的目的在于提供一种结构简单、能对集热管内部散热进行互补回收的双焦点聚光集热装置。
为实现上述目的,本实用新型双焦点聚光集热装置是由若干集热单元相互串联形成集热回路,所述集热单元包括支架,所述支架上设置有双联集热筒和成对的反射板,所述反射板具有两条聚焦线,所述双联集热筒包括筒壁和平行设置在筒壁中的两个通有导热工质的集热管,若干所述双联集热筒在其长度方向上依次连接,反射板将光线分别汇聚于所述集热管上;所述筒壁在垂直于集热管设置方向的截面为椭圆形,在椭圆形截面中的两个焦点位于集热管内,所述焦点还分别位于所述反射板的聚焦线上。
进一步,所述双联集热筒之间设置有连接件,所述连接件内部设置有两个类似DNA分子链结构排列的螺旋通道,这两个通道分别与前后两个双联集热筒中的上、下集热管相连接,使前后两个所述上、下集热管中的导热工质交叉互换,所述螺旋通道的螺旋方向根据内部流体流向所受科里奥利力方向设置。
进一步,所述双联集热筒和所述连接件之间通过机械连接件连接固定。
进一步,所述反射板的反射面为抛物面,每对反射板上、下镜像对称,上、下反射板的反射焦点会聚成上、下两条所述聚焦线。
进一步,在所述筒壁远离所述反射板的外侧设置有带保护层的金属反射镀层,用于反射来自椭圆筒壁内部向外透射的热辐射电磁波。
本实用新型双焦点聚光集热装置,采用双焦点的反射面将阳光聚焦于两条焦线,并这两条焦线上设置相应的双联集热筒分别进行光热转换,由此缩小单个集热筒的孔径减小散热;同时,利用内部结构加强对热辐射散热的反射回收,是双联集热筒互补加热并提高筒内导热工质的热吸收,从而提高整个光热转换效率和发电能力。
附图说明
图1为本实用新型双焦点聚焦集热装置的结构示意图;
图2为本实用新型双联集热管的结构示意图;
图3为本实用新型密封连接件的断面示图;
图4为密封连接件的侧视图。
具体实施方式
下面,参考附图,对本实用新型进行更全面的说明,附图中示出了本实用新型的示例性实施例。然而,本实用新型可以体现为多种不同形式,并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是,提供这些实施例,从而使本实用新型全面和完整,并将本实用新型的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。
为了易于说明,在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语,用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是,除了图中示出的方位之外,空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如,如果图中的装置被倒置,被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此,示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位), 这里所用的空间相对说明可相应地解释。
本实用新型的应用原理:
椭圆柱面的表面反射原理:在三维的椭圆柱曲面内部存在两个对称的焦点轴,其中的光学性质包括以下内容,通过任一个焦点轴的光线经椭圆柱曲面反射后必然通过另一个焦点轴;而从一个焦点轴发散出的光线经椭圆柱曲面反射后必然汇聚于另一个焦点轴。
具体结构说明:
连接装置结构:如图1所示本实用新型的双焦点聚光集热装置包括是由若干个集热单元相互串联形成的集热回路,每个集热单元包括机架1,机架1上设置有两片成对的反光板2、3,反光板2、3上下镜像对称,反光板2、3有其各自的聚焦线,机架1上设置有双联集热筒4。
如图2所示双联集热筒4包括筒壁5,筒壁5内设置有上、下两个集热管6、7,筒壁5在垂直于集热管6、7的设置方向的截面为椭圆形,在椭圆形截面中的两个焦点位于集热管6、7内,该焦点还分别位于反射板2、3的聚焦线上。在筒壁4远离反射板2、3的外侧设置有带保护层的金属反射镀层8,用于反射来自椭圆筒壁4内部向外透射的热辐射电磁波。
在如图3所示的连接件13的左侧和右侧分别连接有双联集热筒4(图中未示出),在连接时还会用到机械连接件,如卡箍等,连接件13真空内腔,连接件13有两个端壁11、12,连接件13内腔中设置有通道9、10,端壁11上设置有通道9、10的两个入口端23、24,端壁12上设置有通道9、10的出口端21、22,其中入口端23、24分别与左侧双联集热筒4中的上集热管7和下集热管6连接,出口端21、22分别与右侧双联集热筒4中的上集热管7和下集热管6连接,使双联集热筒4中的集热管6、7呈平行排布,另外,螺旋通道9、10的螺旋方向根据内部流体流向所受科里奥利力方向设置;导热工质流动方向由箭头25标示。
工作过程:
工作时,如图1、2所示,反射板1、2将两束阳光(A和B)至其聚焦线位置上的双联集热筒4,由双联集热筒4进行光热转换;转换后双联集热筒4内的导热工质被加热升温,同时双联集热筒4各个单元段因升温产生辐射散热被椭圆筒壁5及金属反射镀层8阻挡反射,随后被反射回集热管6、7中进行热量互补再回收利用。

Claims (5)

1.一种双焦点聚光集热装置,其特征在于,该聚光集热装置是由若干集热单元相互串联形成集热回路,所述集热单元包括支架,所述支架上设置有双联集热筒和成对的反射板,所述反射板具有两条聚焦线,所述双联集热筒包括筒壁和平行设置在筒壁中的两个通有导热工质的集热管,若干所述双联集热筒在其长度方向上依次连接,反射板将光线分别汇聚于所述集热管上;所述筒壁在垂直于集热管设置方向的截面为椭圆形,在椭圆形截面中的两个焦点位于集热管内,所述焦点还分别位于所述反射板的聚焦线上。
2.如权利要求1所述的双焦点聚光集热装置,其特征在于,所述双联集热筒之间设置有连接件,所述连接件内部设置有两个螺旋通道,这两个通道分别与前后两个双联集热筒中的上、下集热管相连接,使前后两个所述上、下集热管中的导热工质交叉互换。
3.如权利要求2所述的双焦点聚光集热装置,其特征在于,所述双联集热筒和所述连接件之间通过机械连接件连接固定。
4.如权利要求1所述的双焦点聚光集热装置,其特征在于,所述反射板的反射面为抛物面,每对反射板上、下镜像对称,上、下反射板的反射焦点会聚成上、下两条所述聚焦线。
5.如权利要求1所述的双焦点聚光集热装置,其特征在于,在所述筒壁远离所述反射板的外侧设置有带保护层的金属反射镀层,用于反射来自椭圆筒壁内部向外透射的热辐射电磁波。
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