CN206269398U - 塔式太阳能光热电站吸热器 - Google Patents

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王志明
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武树成
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江海燕
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Abstract

本实用新型公开了一种塔式太阳能光热电站吸热器，包括吸热器塔架和吸热部，吸热器塔架和吸热部之间设置有驱动装置，用于驱动吸热部旋转。相对于现有技术，本实用塔式太阳能光热电站吸热器通过设置驱动装置，使吸热部可旋转吸热，避免云层活动对吸热部吸热不均导致的热应力超限和寿命缩短等问题，具有很好的应用前景。

Description

塔式太阳能光热电站吸热器
技术领域
本实用新型属太阳能吸热器领域，更具体地说，本实用新型涉及一种可旋转的塔式太阳能光热电站吸热器。
背景技术
现有太阳能光热发电形式有槽式、塔式和碟式(盘式)三种。其中，塔式太阳能光热发电系统是利用众多独立跟踪太阳光的定日镜，将太阳光反射到高塔顶部的吸热器上，加热吸热器中的吸热介质，再利用吸热介质的热能通过蒸汽发生器产生过热蒸汽，或直接加热吸热器中的水产生过热蒸汽，推动汽轮机做功发电。由于塔式系统具有更高的聚光比和光电转换效率，且其系统设计更加简洁，对场地要求也低于其他两种形式，因此被世界各国普遍看好，具有很好的发展前景。
但是传统的塔式吸热器为固定安装的形式，存在以下缺点：首先，当云层经过集热场时，部分方向的吸热器集热管无法接受辐射，其余集热管又处于正常辐射，导致不同方向的集热管存在辐射热量偏差较大，长时间持续会影响集热管的寿命；其次，由于云层活动难以预测，无法准确测量受云层影响后吸热器各方向的辐射数据，只能采用仪表测量几个典型方位的辐射量，再取其平均值作为吸热器流量控制的标准，因此存在标准不准确的问题；再次，吸热器各方位集热管的流量分配方式为平均分配，这将导致正常接收辐射的集热管流量偏小，无法接收辐射的集热管流量偏大，进而造成热应力超限等问题。
有鉴于此，确有必要提供一种可以使集热管均匀接收辐射的塔式太阳能光热电站吸热器。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：克服现有塔式太阳能光热电站吸热器中存在的缺陷，提供一种可旋转的塔式太阳能光热电站吸热器。
为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种塔式太阳能光热电站吸热器，包括吸热器塔架和吸热部，吸热器塔架和吸热部之间设置有驱动装置，用于驱动吸热部旋转。
作为本实用新型塔式太阳能光热电站吸热器的一种改进，所述吸热部由上至下依次包括热介质集箱、吸热腔体和冷介质集箱；吸热部与吸热器塔架之间设置有支撑部，驱动装置容置于支撑部中；吸热腔体为圆柱形，其圆周处上下平行设置有若干根集热管。
作为本实用新型塔式太阳能光热电站吸热器的一种改进，所述驱动装置包括电机、齿轮箱和多个固定拉杆，其中电机中设置有主轴，齿轮箱中设置有第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮设置在主轴上，固定拉杆设置在第二齿轮与冷介质集箱的底部之间，且第一齿轮与第二齿轮啮合连接，齿轮箱通过第二齿轮和固定拉杆固定于支撑部的底部。
作为本实用新型塔式太阳能光热电站吸热器的一种改进，所述齿轮箱中还设置有旋转轴，第二齿轮设置在旋转轴上。
作为本实用新型塔式太阳能光热电站吸热器的一种改进，所述旋转轴为空心轴。
作为本实用新型塔式太阳能光热电站吸热器的一种改进，所述冷介质集箱设置有冷介质管道，冷介质管道从驱动装置的底部穿过旋转轴，与冷介质集箱底部圆心通过转动接头相连接。
作为本实用新型塔式太阳能光热电站吸热器的一种改进，所述热介质集箱设置有热介质管道，热介质管道与热介质集箱顶部圆心通过转动接头相连接。
作为本实用新型塔式太阳能光热电站吸热器的一种改进，所述吸热部周围设置有限位挡板，限位挡板与支撑部固定连接。
作为本实用新型塔式太阳能光热电站吸热器的一种改进，所述限位挡板为圆形，且其直径稍大于吸热部的直径。
作为本实用新型塔式太阳能光热电站吸热器的一种改进，所述吸热部与支撑部之间为滑动连接。
与现有技术相比，本实用新型塔式太阳能光热电站吸热器通过增加驱动装置，使吸热部可转动，实现集热管各方位均可均匀吸收热量，解决了固定式吸热器存在的部分集热管热应力超限的问题，延长了集热管的使用寿命，具有很好的实际应用前景。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型塔式太阳能光热电站吸热器及其有益效果进行详细说明。
图1为本实用新型塔式太阳能光热电站吸热器的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本实用新型，并非为了限定本实用新型，实施例的参数、比例等可因地制宜做出选择而对结果并无实质性影响。
请参阅图1，一种塔式太阳能光热电站吸热器，包括吸热器塔架10和吸热部30(图中未标示)，吸热器塔架10和吸热部30之间设置有驱动装置20(图中未标示)，用于驱动吸热部旋转。
本实用新型通过在塔式太阳能光热电站吸热器上设置驱动装置20，驱动装置20驱动吸热部30旋转，可实现吸热部30各方位均可均匀吸收热量，解决了固定式吸热器存在的部分集热管热应力超限的问题，延长了集热管的使用寿命。
本实用新型塔式太阳能光热电站吸热器的一个实施例中，吸热部30由上至下依次包括热介质集箱32、吸热腔体34和冷介质集箱36；吸热部30与吸热器塔架10之间设置有支撑部21，驱动装置20容置于支撑部21中；吸热腔体34为圆柱形，其圆周处上下平行设置有若干根集热管。
本实施例中，吸热介质进入冷介质集箱36并混合，然后进入吸热腔体中34的集热管中吸收太阳辐射热量，驱动装置20驱动吸热部30旋转，使各方位集热管中的吸热介质温度升高，进入热介质集箱32，混合均匀后从热介质集箱32顶部流出。
本实用新型塔式太阳能光热电站吸热器的一个实施例中，驱动装置20包括电机22、齿轮箱23和多个固定拉杆24，其中电机22中设置有主轴28，齿轮箱23中设置有第一齿轮25和第二齿轮26，第一齿轮25设置在主轴28上，且第一齿轮25与第二齿轮啮合26连接，固定拉杆24设置在第二齿轮26与冷介质集箱36的底部之间，齿轮箱23通过第二齿轮26和固定拉杆24固定于支撑部21的底部。
本实施例中，电机22运行，驱动第一齿轮25转动，与第一齿轮25啮合连接的第二齿轮26相应也转动，与第二齿轮26连接的固定拉杆24随之转动，固定拉杆24带动吸热部30转动。
本实用新型塔式太阳能光热电站吸热器一个实施例中，齿轮箱23中还设置有旋转轴27，第二齿轮26设置在旋转轴27上，其中，齿轮箱23优选设置在箱型支撑部21的底部中心位置，旋转轴27设置在齿轮箱23的底部中心位置，且旋转轴27优选为中空结构，此时，冷介质集箱36外连接设置有冷介质管道40，冷介质管道40从驱动装置20的底部穿过旋转轴27，与冷介质集箱36的底部圆心相连接。热介质集箱32设置有热介质管道50，热介质管道50与热介质集箱32的顶部圆心相连接且向外部延伸。
本实施例中，吸热介质在冷介质管道40中，从吸热器底部穿过支撑部21，通过冷介质集箱36的底部圆心进入冷介质集箱36，吸热介质在冷介质集箱36中混合后，流入吸热腔体34的集热管中，在集热管中吸收辐射热量，吸热介质温度升高后进入热介质集箱32，在热介质集箱32中混合均匀，通过热介质集箱32的顶部圆心流出，进入热介质管道50。
作为一种优选实施方案，可在冷介质集箱36的底部圆心入口处与冷介质管道40连接的位置设置第一球形转动接头42；在热介质集箱32的顶部圆心出口处与热介质管道50连接的位置设置第二球形转动接头52，以避免冷介质管道40和热介质管道50跟着吸热部30旋转。
本实用新型塔式太阳能光热电站吸热器一个实施例中，吸热部30周围设置有限位挡板37，限位挡板37与支撑部21固定连接。
本实施例采用限位挡板37，可以限制吸热器转动时发生水平位移。作为一个较优选实施方式，限位挡板37可以是圆形，其直径稍大于吸热腔体34的直径。
本实用新型塔式太阳能光热电站吸热器一个实施例中，吸热部30与支撑部21之间为滑动连接，且中间设置有滑动垫片38。
综合以上实施方式，本实用新型塔式太阳能光热电站吸热器将吸热器设计为可转动式，通过驱动电机及齿轮箱来带动吸热器转动，由于吸热器沿着中心轴360度转动，可以保证吸热器上所有的集热管都能均匀的接受太阳辐射，各个集热管在一定周期内接受的辐射量为圆周360度各方位辐射量的平均值，此时根据传统的流量控制方法，采用各方位测量辐射量的平均值来分配流量，由于各集热管实际接受的辐射量与流量分配采用的测量辐射量的平均值接近相等，因此不存在部分集热管流量偏小的问题，也不存在部分集热管的热应力超限的问题。
另外，本实用新型可通过检测集热管的温度作为反馈控制信号来调节吸热器的转动速度，通过转动速度的调节来控制各集热管之间的温差，使吸热器的温度分布更加均匀，避免出现热应力超限问题，避免集热管由于热应力超限而发生变形损坏，同时也可有效延长集热管的平均使用寿命，大大降低电厂的运行维护成本。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种塔式太阳能光热电站吸热器，包括吸热器塔架和吸热部，其特征在于，吸热器塔架和吸热部之间设置有驱动装置，用于驱动吸热部旋转。
2.根据权利要求1所述的塔式太阳能光热电站吸热器，其特征在于，所述吸热部由上至下依次包括热介质集箱、吸热腔体和冷介质集箱；吸热部与吸热器塔架之间设置有支撑部，驱动装置容置于支撑部中；吸热腔体为圆柱形，其圆周处上下平行设置有若干根集热管。
3.根据权利要求2所述的塔式太阳能光热电站吸热器，其特征在于，所述驱动装置包括电机、齿轮箱和多个固定拉杆，其中电机中设置有主轴，齿轮箱中设置有第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮设置在主轴上，固定拉杆设置在第二齿轮与冷介质集箱的底部之间，且第一齿轮与第二齿轮啮合连接，齿轮箱通过第二齿轮和固定拉杆固定于支撑部的底部。
4.根据权利要求3所述的塔式太阳能光热电站吸热器，其特征在于，所述齿轮箱中还设置有旋转轴，第二齿轮设置在旋转轴上。
5.根据权利要求4所述的塔式太阳能光热电站吸热器，其特征在于，所述旋转轴为空心轴。
6.根据权利要求5所述的塔式太阳能光热电站吸热器，其特征在于，所述冷介质集箱设置有冷介质管道，冷介质管道从驱动装置的底部穿过旋转轴，与冷介质集箱底部圆心通过转动接头相连接。
7.根据权利要求2所述的塔式太阳能光热电站吸热器，其特征在于，所述热介质集箱设置有热介质管道，热介质管道与热介质集箱顶部圆心通过转动接头相连接。
8.根据权利要求2所述的塔式太阳能光热电站吸热器，其特征在于，所述吸热部周围设置有限位挡板，限位挡板与支撑部固定连接。
9.根据权利要求8所述的塔式太阳能光热电站吸热器，其特征在于，所述限位挡板为圆形，且其直径稍大于吸热部的直径。
10.根据权利要求2所述的塔式太阳能光热电站吸热器，其特征在于，所述吸热部与支撑部之间为滑动连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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