CN205481866U - 一种塔式光热电站用光热接收器及塔式太阳能利用装置 - Google Patents
一种塔式光热电站用光热接收器及塔式太阳能利用装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种塔式光热电站用光热接收器及塔式太阳能利用装置，其中的塔式光热电站用光热接收器包括接收器本体和多个布置于所述接收器本体的外壁上的接收单元；其中，所述接收单元包括至少一个集热管，所述集热管均沿高度方向延伸，且集热管的外部均套设有玻璃管，所述集热管和所述玻璃管之间呈真空状态。本实用新型提供的塔式光热电站用光热接收器及塔式太阳能利用装置降低了光热接收器的散失热量，提高了该光热接收器的集热效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能利用领域，尤其涉及一种塔式光热电站用光热接收器及塔式太阳能利用装置。
背景技术
太阳能塔式发电系统，主要由聚光系统、集热系统、蓄热系统及发电系统等部分组成，通过在大面积的场地上布置多台太阳能反射镜，并对各太阳能反射镜配有跟踪机构准确的将太阳光反射集中到高塔顶部的光热接收器，光热接收器吸收反射镜反射的太阳光能量，并将其转化成热能，再将热能传给工质，经过蓄热环节，再输入热动力机，膨胀做工，带动发电机，最后以电能的形式输出。
目前，塔式发电系统中的光热接收器包括接收器本体及布置于接收器本体的外壁的多个集热管，该多个集热管直接吸收反射镜反射的太阳光能量，并将其转换为热能。由于该集热管直接暴露于环境中，在接收反射镜反射的太阳光的同时，也向环境中散失较多的热量，降低了该集热管的集热效率。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种塔式光热电站用光热接收器，其降低了集热器的散失热量，提高了该集热器的集热效率。
本实用新型的目的在于提供一种塔式太阳能利用装置，其降低了集热器的散失热量，提高了该集热器的集热效率。
为实现上述目的，本实用新型提供的一种塔式光热电站用光热接收器，其包括接收器本体和多个布置于所述接收器本体的外壁上的接收单元；
其中，所述接收单元包括至少一个集热管，所述集热管均沿高度方向延伸，并且所述集热管的外部均套设有玻璃管，所述集热管和所述玻璃管之间呈真空状态。
进一步地，所述接收单元中的所述集热管为多个，并且所述接收单元中形成有蒸发集热器和过热集热器；其中，所述蒸发集热器由多个所述集热管串联和/或并联形成，所述过热集热器由至少一个所述集热管串联形成；所述蒸发集热器和所述过热集热器相连通。
进一步地，所述接收单元中的所述集热管为多个，并且所述接收单元中形成有蒸发集热器和过 热集热器；其中，所述蒸发集热器由多个所述集热管串联和/或并联形成，所述过热集热器由至少一个所述集热管串联形成；多个所述接收单元中的蒸发集热器均通过第一主管道并联，多个所述接收单元中的过热集热器均通过第二主管道并联；所述第一主管道和所述第二主管道相连通。
进一步地，所述蒸发集热器和所述过热集热器之间设置有汽水分离器。
进一步地，所述接收单元中的所述集热管为多个，并且所述接收单元中形成有蒸发集热器和过热集热器；其中，所述蒸发集热器由多个所述集热管串联形成，所述过热集热器由至少一个所述集热管串联形成；多个所述接收单元中的蒸发集热器均通过第一主管道并联，多个所述接收单元中的过热集热器均通过第二主管道并联；所述第一主管道和所述第二主管道相连通。
进一步地，所述第一主管道和所述第二主管道之间设置有汽水分离器。
进一步地，所述蒸发集热器的长度与所述过热集热器的长度的比值为3:1～5:1之间。
进一步地，所述玻璃管与其内部的所述集热管密封连接。
进一步地，所述玻璃管和所述集热管之间的空间均与抽气管道相连通，所述抽气管道与动态抽真空装置相连。
进一步地，所述集热管的外部布置有用于将光线反射至所述集热管的复合抛物面聚光器。
进一步地，所述接收器本体的顶部设置有用于将光线反射至所述接收单元上的顶部反射镜，所述接收器本体的底部设置有用于将光线反射至所述接收单元上的底部反射镜。
本实用新型提供的一种塔式太阳能利用装置，其包括上述所述的塔式光热电站用光热接收器及用于将太阳光反射至所述集热器的反射镜。
与现有技术相比，本实用新型提供的塔式光热电站用光热接收器，其通过在接收器本体的外壁上布置多个接收单元，并使得接收单元中的集热管与玻璃管之间保持真空状态，从而减少接收单元的热量散失，提高接收器的集热效率。
在进一步的技术方案中，通过在接收单元中形成蒸发集热器和过热集热器，可在蒸发集热器中产生高温蒸汽，该高温蒸汽通过过热集热器后形成过热蒸汽，用于蒸汽发电。
在进一步的技术方案中，通过设置汽水分离器，可将蒸发集热器出口的蒸汽经过汽水分离器后，形成的饱和蒸汽再通入过热集热器中进行蒸汽过热，从而提升蒸汽品质。
在进一步的技术方案中，通过将蒸发集热器的长度与过热集热器的长度的比值范围设定为 3:1～5:1之间，从而保证蒸发集热器可吸收足够多的光照能量，获得温度较高的饱和蒸汽，进而可保证该饱和蒸汽在过热集热器可实施足够过热。
在进一步的技术方案中，通过将玻璃管与其内部的集热管密封连接，保持玻璃管与集热管之间的空间处于真空状态。
在进一步的技术方案中，将所有玻璃管和集热管之间的空间均与抽气管道相连通，并将该抽气管道与动态抽真空装置相连，从而保证所有玻璃管与集热管之间的空间始终处于真空状态。
在进一步的技术方案中，通过在集热管外部布置复合抛物面聚光器，可将未反射至集热器上的光线重新反射至集热管上，从而增加该集热管接收的光线量。
在进一步的技术方案中，通过在接收器本体的顶部设置顶部反射镜，在接收器本体的底部设置底部反射镜，从而将反射至顶部反射镜的光线经顶部反射镜反射至接收器本体上的集热管的底部，并通过顶部反射镜将反射至顶部反射镜的光线反射至接收器本体上的集热管的顶部，进而增加接收器本体上的接收单元接收的光线量。
与现有技术相比，本实用新型提供的塔式太阳能利用装置，其通过在接收器本体的外壁上布置多个接收单元，并使得接收单元中的集热管与玻璃管之间保持真空状态，从而减少接收单元的热量散失，提高接收器的集热效率。
附图说明
在下文中将基于仅为非限定性的实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：
图1为本实用新型实施例一提供的塔式光热电站用光热接收器的结构示意图。
图2、3为本实用新型实施例二提供的塔式光热电站用光热接收器的结构示意图。
1-接收器本体，2-集热管，3-玻璃管，4-复合抛物面聚光器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一
如图1所示，本实施例提供的塔式光热电站用光热接收器，其包括接收器本体1和多个布置于所述接收器本体1的外壁上的接收单元；
其中，所述接收单元包括至少一个集热管2和所述集热管2均沿高度方向延伸，并且所述集热管2的外部均套设有玻璃管3，所述集热管2和所述玻璃管3之间呈真空状态；
其中的接收单元可包括一个集热管2或多个集热管2，所有的集热管2均在接收器本体1的外壁上沿高度方向延伸，多个集热管2之间可串联和\或并联连接，集热管2中流通有换热介质，该换热介质可为熔融盐或水或其他介质，集热管2中的换热介质吸收光照能量，从而获得高温度换热介质。
现有技术中，塔式发电系统中的光热接收器包括接收器本体1及布置于接收器本体1的外壁的多个集热管2，该多个集热管2直接吸收反射镜反射的太阳光能量，并将其转换为热能。由于该集热管2直接暴露于环境中，在接收反射镜反射的太阳光的同时，也向环境中散失较多的热量，降低了该集热管2的集热效率。
本实施例提供的塔式光热电站用光热接收器，其通过在接收器本体1的外壁上布置多个接收单元，并将接收单元中的集热管2和玻璃管3之间的空间保持真空状态，从而减少光热接收器的热量散失，提高光热接收器的集热效率。
实施例二
如图2、3所示，本实施例提供的塔式光热电站用光热接收器，其包括接收器本体1和多个布置于所述接收器本体1的外壁上的接收单元；其中，所述接收单元包括至少一个集热管2，集热管2均沿高度方向延伸，且集热管2的外部均套设有玻璃管3，所述集热管2和所述玻璃管3之间呈真空状态。
在本实施例的其中一个实施方式中，接收单元中的集热管2可为多个，并且接收单元中形成有蒸发集热器和过热集热器；其中，蒸发集热器由多个集热管2串联和/或并联形成，过热集热器由至少一个集热管2串联形成；蒸发集热器和过热集热器相连通。集热管2中的换热介质为水，蒸发集热器中的多个集热管2中水吸收光照能量，获得高温度蒸汽，高温度蒸汽进入到过热集热器中的集热管2中继续吸收光照能量，从而获得过热蒸汽，并将获得的过热蒸汽输出。
在上述实施方式中，还可在蒸发集热器与过热集热器之间设置汽水分离器，即将蒸发集热器的出口与汽水分离器的入口相连，将汽水分离器的出口与过热集热器的入口相连。在蒸发集热器中的 集热管2中流通的水吸收光照能量，变化蒸汽，该蒸汽经汽水分离器进行汽水分离，分离出的水储存在汽水分离器中，分离出的饱和蒸汽则进入过热集热器中继续吸收光照能量，最终获得高品质的过热蒸汽。
在本实施例的其中一个实施方式中，接收单元中的集热管2为多个，并且接收单元中形成有蒸发集热器和过热集热器；其中，蒸发集热器由多个所述集热管2串联和/或并联形成，过热集热器由至少一个集热管2串联形成；多个接收单元中的蒸发集热器均通过第一主管道并联，多个接收单元中的过热集热器均通过第二主管道并联；第一主管道和第二主管道相连通。本实施方式中，集热管中流通的换热介质为水，接收单元中的蒸发集热器中流通的水吸收光照能量，温度升高产生蒸汽，多个接收单元中最终产生的蒸汽均汇总至第一主管道中，并经第一主管道分别流通至第二主管道中，第二主管道中流通的蒸汽分别流通至多个接收单元中的过热集热器，蒸汽在过热集热器中继续吸收光照能量，从而获得过热蒸汽。
在上述实施方式中，还可在第一主管道和第二主管道之间设置汽水分离器，即将第一主管道的出口与汽水分离器的入口相连，将汽水分离器的出口与第二主管道的入口相连。多个接收单元中的蒸发集热器流通的水吸收光照能量后，获得蒸汽并分别流通至第一主管道中，并通过第一主管道流通至汽水分离器中，实施汽水分离，分离后的水存储在汽水分离器中，分离出的饱和蒸汽流通至第二主管道中，并通过第二主管道分别流通至多个接收单元中的过热集热器中，实施进一步蒸汽过热，从而获得高品质的过热蒸汽。
另外，为保证蒸发集热器可吸收足够多的光照能量，获得温度较高的饱和蒸汽，可设定蒸发集热器与过热集热器的长度的比值，如可将蒸发集热器的长度与过热集热器的长度的比值设定为3:1～5:1之间。从而可保证蒸发集热器产生温度较高的蒸汽，进而保证过热集热器中获得较高品质的过热蒸汽。
为使得集热管2与玻璃管3之间的空间处于真空状态，可将玻璃管3与其内部的集热管2密封连接；也可将所有的玻璃管3和集热管2之间的空间均与抽气管道连通，并将该抽气管道与动态抽真空装置相连，利用该动态抽真空装置对所有玻璃管3和集热管2之间的空间进行动态抽真空，从而使得集热管2与玻璃管3之间的空间始终保持真空状态。另外，为进一步提高接收器的集热效率，还可在集热管2的外部布置复合抛物面聚光器4，利用该复合抛物面聚光器4将未反射至集热管2上 的光线重新聚集于该集热管2上，从而增加了该集热管2接收的光线量。另外，为进一步增加接收器本体1上的接收单元接收的光线量，可在接收器本体1的顶部设置顶部反射镜，并在接收器本体1的底部设置底部反射镜，从而将反射至顶部反射镜的光线经顶部反射镜反射至接收器本体1上的集热管2的底部，并通过顶部反射镜将反射至顶部反射镜的光线反射至接收器本体1上的集热管2的顶部，进而增加接收器本体1上的接收单元接收的光线量。
实施例三
本实施例提供的塔式太阳能利用装置，包括上述实施例一或实施例二所述的塔式光热电站用光热接收器及用于将太阳光反射至所述集热器的反射镜。
现有技术中，塔式太阳能利用装置中的光热接收器包括接收器本体及布置于接收器本体的外壁的多个集热管，该多个集热管直接吸收反射镜反射的太阳光能量，并将其转换为热能。由于该集热管直接暴露于环境中，在接收反射镜反射的太阳光的同时，也向环境中散失较多的热量，降低了该集热管的集热效率。
本实施例提供的塔式太阳能利用装置，其通过在接收器本体的外壁上布置多个接收单元，接收单元包括至少一个集热管，集热管均沿高度方向延伸，并且集热管的外部均套设有玻璃管，并将集热管和玻璃管之间的空间保持真空状态，从而可极大地减少接收单元中的集热管的热量散失，提高集热管的集热效率。
最后需要说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施方式技术方案的精神和范围。
Claims (11)
1.一种塔式光热电站用光热接收器，其特征在于，包括接收器本体和多个布置于所述接收器本体的外壁上的接收单元；
其中，所述接收单元包括至少一个集热管，所述集热管均沿高度方向延伸，并且所述集热管的外部均套设有玻璃管，所述集热管和所述玻璃管之间呈真空状态。
2.根据权利要求1所述的塔式光热电站用光热接收器，其特征在于，所述接收单元中的所述集热管为多个，并且所述接收单元中形成有蒸发集热器和过热集热器；
其中，所述蒸发集热器由多个所述集热管串联和/或并联形成，所述过热集热器由至少一个所述集热管串联形成；
所述蒸发集热器和所述过热集热器相连通。
3.根据权利要求2所述的塔式光热电站用光热接收器，其特征在于，所述蒸发集热器和所述过热集热器之间设置有汽水分离器。
4.根据权利要求1所述的塔式光热电站用光热接收器，其特征在于，所述接收单元中的所述集热管为多个，并且所述接收单元中形成有蒸发集热器和过热集热器；
其中，所述蒸发集热器由多个所述集热管串联和/或并联形成，所述过热集热器由至少一个所述集热管串联形成；
多个所述接收单元中的蒸发集热器均通过第一主管道并联，多个所述接收单元中的过热集热器均通过第二主管道并联；
所述第一主管道和所述第二主管道相连通。
5.根据权利要求4所述的塔式光热电站用光热接收器，其特征在于，所述第一主管道和所述第二主管道之间设置有汽水分离器。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的塔式光热电站用光热接收器，其特征在于，所述蒸发集热器的长度与所述过热集热器的长度的比值为3:1～5:1之间。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的塔式光热电站用光热接收器，其特征在于，所述玻璃管与其内部的所述集热管密封连接。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的塔式光热电站用光热接收器，其特征在于，所述玻璃管和所述集热管之间的空间均与抽气管道相连通，所述抽气管道与动态抽真空装置相连。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的塔式光热电站用光热接收器，其特征在于，所述集热管的外部布置有用于将光线反射至所述集热管的复合抛物面聚光器。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的塔式光热电站用光热接收器，其特征在于，所述接收器本体的顶部设置有用于将光线反射至所述接收单元上的顶部反射镜，所述接收器本体的底部设置有用于将光线反射至所述接收单元上的底部反射镜。
11.一种塔式太阳能利用装置，其特征在于，包括上述权利要求1至权利要求10中任一项所述的塔式光热电站用光热接收器及用于将太阳光反射至所述集热器的反射镜。
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