CN207317295U - 一种具有外壁二次反射镜的接收器及塔式太阳能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及太阳能光热发电中的集热技术领域，尤其涉及一种具有外壁二次反射镜的接收器及塔式太阳能装置，该接收器包括接收器主体和设于接收器主体下方的呈旋转体结构的二次反射镜；接收器主体包括保温挡风装置和保温挡风装置腔内的环形接收槽；环形接收槽的至少一个面内布置有集热装置；集热装置用以吸收布置于接收器主体下方的定日镜及二次反射镜的外壁反射的太阳光。由以上技术方案可知，接收器为内吸热，保温挡风装置和环形接收槽能降低外界环境对集热装置的影响，具有防风保温及防污的效果，可降低热损失；同时，其内部可用于设置支撑或管路等结构，不会遮挡二次反射镜的光路，且具有施工工艺简单快捷、投入成本低的优点。

Description

一种具有外壁二次反射镜的接收器及塔式太阳能装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能光热发电中的集热技术领域，尤其涉及一种具有外壁二次反射镜的接收器及塔式太阳能装置。

背景技术

随着世界能源消耗的不断增加和石油等不可再生能源的日益减少,能源短缺已经成为严重影响人们生活和制约社会发展的重大问题。在众多的可再生能源中，太阳能资源非常丰富，太阳能发电愈加受到人们的重视。太阳能发电技术中，塔式太阳能发电设备具有较高的发电效率，应用前景较好。

塔式太阳能发电设备主要包括定日镜、接收器及蓄热装置，大量的定日镜布置在接收器的周围，定日镜将太阳光反射到接收器上，接收器将太阳能转化为热能，通过传热工质将热能传输给蓄热装置，最后由热能产生蒸汽带动发电机做功，以电能的形式输出。

使用时，接收器架设在高塔上，以吸收众多定日镜反射的太阳光。目前，接收器吸热形式主要包括外部受热和内部受热两种，采用外部受热的接收器，太阳光反射到接收器的外壁上，由于吸热部分直接与外界接触，造成热损失较大；且外部圆周布置的吸热器的膜层因为长期暴露在室外，高温和低温频繁切换，导致膜层的发射率下降较快，影响整体热效率，需要经常性更换膜层导致成本增加；再者，内部受热的接收器，如中国专利CN201166474Y和CN102486342B公开的内容中，包括一腔室结构，腔室底部设置进光孔，在进光孔下方设置二次反射镜，通过二次反射镜将太阳光反射到接收器的腔室内，腔室内设置集热组件，太阳光的热能集中在腔室内，可降低热量损失，提高集热效果。

上述结构中，二次反射镜呈内喇叭口状，定日镜将太阳光反射到二次反射镜的内壁上，通过内壁向腔室内反射太阳光，采用此种结构若在二次反射镜的中心处布置支撑或管路等结构，会对二次反射镜的光路进行遮挡，影响反射的效率，因此，相应的结构部件只能设置在接收器的侧壁或顶部，如支撑结构只能连接到接收器外壳的侧部或顶部，此种方式，造成接收器的稳定性较差，而且增加接收器施工工艺的复杂性及投入成本；更为重要的为该腔式结构不易制作成较大装置，限制了镜场建设的规模。

中国专利CN102183837B公开的内容中，通过二次聚光装置聚光面，将定日镜反射的太阳光反射到集热器上，集热器采集太阳光热能，其二次聚光装置聚光面通过支撑架设置在上方较高处，集热器设置在二次聚光装置聚光面下方的地面上。此种结构，集热器的接收口朝上设置，热损失较大，而且，二次聚光装置在支撑时仍然存在对部分光路遮挡的状况，造成聚光损失；同时，其反射光路较长，聚光精度较差，影响集热器的集热效果。该专利公开的技术方案仍不能解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种具有外壁二次反射镜的接收器及塔式太阳能装置，以解决现有技术中存在的集热时热损失大，集热效率低，且稳定性较差，及接收器施工工艺的复杂性及投入成本的技术问题。

根据本实用新型的实施例，提供了一种具有外壁二次反射镜的接收器，包括接收器主体和设于接收器主体下方的呈旋转体结构的二次反射镜；所述接收器主体包括保温挡风装置和保温挡风装置腔内的环形接收槽；环形接收槽的至少一个面内布置有集热装置；所述集热装置用以吸收定日镜及所述二次反射镜的外壁反射的太阳光。

进一步的，所述二次反射镜为纵截面呈喇叭口状的旋转体外表面反射镜，其底端开口的直径大于顶端开口的直径。

进一步的，所述环形接收槽内的面为水平面或倾斜面。

进一步的，所述保温挡风装置为折叠结构

进一步的，所述接收器主体与所述二次反射镜的顶端连接。

进一步的，所述集热装置为真空集热管、吸热钢管、吸热屏、蜂窝陶瓷结构。

进一步的，所述接收器还包括布置于接收器主体上方的储热装置。

进一步的，所述二次反射镜的中部设有支撑架，所述二次反射镜套设于所述支撑架的外沿，所述支撑架的顶部布置所述接收器主体。

本实用新型还提供一种塔式太阳能装置，包括塔体，所述塔体上设有上述具有外壁二次反射镜的接收器。

进一步的，所述塔体的中心线与所述二次反射镜的中心线、所述接收器主体的中心线重合。

由以上技术方案可知，本申请中的具有外壁二次反射镜的接收器及塔式太阳能装置，通过环形接收槽内的集热装置吸收下方定日镜及所述二次反射镜外壁反射的太阳光的热能，以形成一个内吸热式的接收器。保温挡风装置及环形接收槽避免集热装置直接暴露在外，以降低外界环境对环形接收槽内集热装置的影响，具有防风保温及防污的效果,如，可避免外界风直吹集热装置，进而能降低热损失。

同时，由于二次反射镜通过外壁反射太阳光，其内部可用于设置支撑或管路等结构，即相应的结构设置在接收器的底部即可，不会遮挡二次反射镜的光路，且具有施工工艺简单快捷、投入成本低的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的塔式太阳能装置的截面图；

图2为本实用新型实施例一提供的具有外壁二次反射镜的接收器的截面图；

图3为本实用新型实施例二提供的具有外壁二次反射镜的接收器的一种形式的截面图；

图4为本实用新型实施例二提供的具有外壁二次反射镜的接收器的另一种形式的截面图；

图5为本实用新型实施例二提供的具有外壁二次反射镜的接收器的又一种形式的截面图；

图6为本实用新型实施例三提供的具有外壁二次反射镜的接收器的一种形式的截面图；

图7为本实用新型实施例三提供的具有外壁二次反射镜的接收器的另一种形式的截面图；

图8为本实用新型实施例三提供的具有外壁二次反射镜的接收器的又一种形式的截面图；

图9为本实用新型实施例四提供的具有外壁二次反射镜的接收器的第一种形式的截面图；

图10为本实用新型实施例四提供的具有外壁二次反射镜的接收器的第二种形式的截面图；

图11为本实用新型实施例四提供的具有外壁二次反射镜的接收器的第三种形式的截面图；

图12为本实用新型实施例四提供的具有外壁二次反射镜的接收器的第四种形式的截面图；

图13为本实用新型实施例四提供的具有外壁二次反射镜的接收器的第五种形式的截面图；

图14为本实用新型实施例四提供的具有外壁二次反射镜的接收器的第六种形式的截面图；

图15为本实用新型实施例四提供的具有外壁二次反射镜的接收器的第七种形式的截面图；

图16为本实用新型实施例五提供的具有外壁二次反射镜的接收器的截面图。

图中：

1、接收器主体；2、二次反射镜；3、储热装置；11、保温挡风装置；12、环形接收槽；13、集热装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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做出创造性劳动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。

本实用新型实施例提供一种具有外壁二次反射镜的接收器，包括接收器主体1和设于接收器主体1下方的呈旋转体结构的二次反射镜2；接收器主体1包括保温挡风装置11和保温挡风装置11腔内的环形接收槽12；环形接收槽12的至少一个面内布置有集热装置13；集热装置13用以吸收布置于接收器主体1下方的定日镜及二次反射镜2的外壁反射的太阳光。

如图1所示，本实用新型实施例还提供一种塔式太阳能装置，包括塔体，塔体上设有上述具有外壁二次反射镜的接收器。其中，接收器与塔体连接时，所述塔体的中心线与所述二次反射镜的中心线、所述接收器主体的中心线重合。使用时，布置于接收器主体1下方的定日镜(定日镜为一次反射镜，一般设置在塔体周边的地面上)将部分太阳光反射到集热装置13中，部分太阳光反射到二次反射镜2的外壁上，二次反射镜2的外壁再次对太阳光进行反射，反射到集热装置13上。

优选的，二次反射镜2为纵截面呈喇叭口状的旋转体外表面反射镜，其底端开口的直径大于顶端开口的直径。二次反射镜2为旋转体结构，能反射较大面积范围内定日镜反射的太阳光，并将太阳光集中反射到集热装置13上。

集热装置13包括采集太阳光热能的传热介质，传热介质吸收太阳光的热能后，输送至储热装置3中，通过储热装置3对热能进行存储，储热装置3吸收热量后传热工质可再回流到集热装置13中，循环使用。

该塔式太阳能装置采用内吸热式的接收器，能降低外界环境对接收器的影响，进而能降低热损失，而且，集热装置13设置在环形接收槽12内，环形接收槽12及外部的保温挡风装置11均具有一定的保温作用，避免环形接收槽12内快速降温，进而进一步的使接收器的吸热效率更高。同时，集热装置13采集其下方的定日镜和二次反射镜2向上反射的太阳光的热能，相应的集热装置13向下设置，可避免集热装置13上落灰等，具有良好的防污效果；再者，由于二次反射镜2通过外壁反射太阳光，其内部可用于设置支撑或管路等结构，即相应的结构设置在接收器的底部即可，不会遮挡二次反射镜2的光路，且具有施工工艺简单快捷、投入成本低的优点。

接收器主体1与二次反射镜2的顶端连接，两者连接，使二次反射镜2再次反射的光路的较短，反射到集热装置上的太阳光偏差小，聚光精度更高。优选的，保温挡风装置11为折叠结构，保温挡风装置11的高端位置与二次反射镜2的顶端连接；保温挡风装置11的腔内设置环形接收槽12，环形接收槽12包括多个面，可以为水平面或倾斜面，可在一个或多个面上设置集热装置13。优选的，包括以下几种形式：

实施例一，如图2所示，环形接收槽12包括一倾斜面，该倾斜面上设置集热装置13，部分定日镜反射的太阳光可直射到集热装置13上，部分太阳光经二次反射镜2的外壁再次反射而照射到集热装置13上。

本实施例的优点在于仅通过一个倾斜面即可形成环形接收槽12结构，从而形成内吸热式的接收器，其结构简单，拆装方便快捷，利于后期的维护维修，同时，生产工艺简单，可节省材料成本及时间成本，使总体成本较低。

实施例二，如图3-5所示，环形接收槽12内包括两个面，一个为水平面，一个为倾斜面，环形接收槽12的两个面中，至少一个面上设置有集热装置13。

当环形接收槽12中一个面可实现充分集热时，其它面则可不再设置集热装置13，如图3所示，水平面上设置集热装置13，如图4所示，倾斜面上设置集热装置13，优选的，环形接收槽12包括两个面时，两个面均设置集热装置13，如图5所示，即本实施例中水平面和倾斜面上均设置集热装置13，此种结构形式，采集太阳光的面积范围更大、更充分，进而使集热效率更高。

实施例三，如图6-8所示，本实施例与实施例二的区别在于，实施例二中包括一水平面一倾斜面，而本实施例中则是包括两倾斜面。如图6和图7所示，只在其中的一个倾斜面上设置集热装置13，如图8所示，在两个倾斜面上均设置集热装置13。

实施例四，如图9-15所示，本实施例与实施例二的区别在于增加一个倾斜面，环形接收槽12由两个倾斜面和一个水平面组成，具体的：

如图9-11所示，此三种形式为只在一个面上设置集热装置13，图9为靠近二次反射镜2的倾斜面上设置集热装置13，图10为中部的水平面上设置集热装置13，图11为在另一个倾斜面上设置集热装置13。

如图12-14所示，此三种形式为在两个面上设置集热装置13，图12为在靠近二次反射镜2的倾斜面上及水平面上分别设置集热装置13，图13为在另一个倾斜面和水平面上设置集热装置13，图14为在两个倾斜面上分别集热装置13。

上述多种情况中，根据实际应用需求选择集热装置13的安装形式，在满足集热效率的前提下，选择安装较少的集热装置13，可降低集热装置13占用的成本，同时，降低接收器的重量。

优选的，如图15所示，在环形接收槽12中全部设置集热装置13，即两个倾斜面及一个水平面上均设置集热装置13，环形接收槽12采集太阳光的面积范围更大、更充分，进而使集热效率更高。

实施例一至四中，环形接收槽12的结构分别为包括一个面、两个面、三个面，面为水平面或倾斜面，需要说明的是本实用新型的保护范围包括但并不局限于上述结构描述。

作为实施例一至四的优选实施方式，二次反射镜2的中部设有支撑架，二次反射镜2套设于支撑架的外沿，支撑架的顶部与接收器主体1的连接。该实施方式的优点在于二次反射镜2中部的支撑架对定日镜及二次反射镜2反射的太阳光无任何遮挡，有效提高接收器的集热效率，减少太阳光的聚光损失。

进一步的，还可在二次反射镜2的中部布置输运装置，如管路、线路等结构，相应的管路、线路可单独设置，或连接到支撑加上。

二次反射镜2套设在支撑架上，二次反射镜2依靠外壁反射太阳光，其内部连接支撑架不会影响对太阳光的反射。支撑架可为柱状结构，二次反射镜2套设于支撑架的外沿，二次反射镜2通过连接结构连接到支撑架上。

支撑架包括但并不局限于上述一种结构形式，如，二次反射镜2内填充支撑结构，二次反射镜2的内壁与支撑架之间无间隙，支撑架近似于锥形结构。

该接收器通过支撑架连接到塔体上，支撑架和塔体可以为一体结构，塔体安装完毕后，在其最顶端预留支撑结构用于安装二次反射镜2及接收器主体1。

该接收器，在实现内吸热的前提下，由于下方的二次反射镜2为外壁反射太阳光，因此，其内部可设置支撑架或管路、线路等结构，不会遮挡太阳光，无需再接收器的侧壁或顶部再安装相关结构，安装更加牢固可靠，且施工方式更加简单，投入成本更低。

实施例五，如图16所示，该二次反射镜2外壁反射的接收器主体1还包括布置于接收器主体1上方的储热装置3，储热装置3用于存储集热装置13吸收的热能，储热装置3设于支撑架远离二次反射镜2的一侧与支撑架或接收器主体1固定连接。

集热装置13通过传热介质吸收热能，储热装置3包括储热介质和换热管道，储热介质为液体储热介质或固体储热介质，如，熔盐、砂石、高温混凝土等，换热管道设置在储热介质内，升温后的传热介质流入到储热装置3内的换热管道，与储热装置3内的储热介质产生热交换，热能存储在储热装置3中，传热介质采用循环方式进行传热。储热装置3中的储热介质升温存储热能，当需要取走热能时，换热管路内通入取热介质，取热介质与储热介质发生热交换，储热介质流动将热能取走，热能可直接利用，或用于发电。

其中，用于流通传热介质和取热介质的管路可设置在支撑架上，使空间利用更加合理。

作为实施例一至四的优选实施方式，二次反射镜2的中部设有用于吸收二次反射镜2热量的散热组件。优选的，散热组件为阵列布置的散热管道。二次反射镜2处的温度较高，二次反射镜2长时间处于高温环境，易造成反射膜的损坏，所以，需要对其进行散热，因此，可在支撑架上设置散热组件，如，阵列布置的散热管道，散热管道内可通换热介质，吸收二次反射镜2周围的热能，达到辐射降温的效果。换热介质吸收二次反射镜2周围的热量，该部分的热量可回收利用，如，用于供热能或储热等，散热管道可以为盘管、波纹管或翅片管等管路。

通过降低二次反射镜2的温度，可使反射膜的使用寿命更长。

作为实施例一至四的优选实施方式，集热装置13为真空集热管、吸热钢管、吸热屏、蜂窝陶瓷结构。集热装置13中流动传热介质，传热介质吸收太阳光的热能升温，传热介质流动到储热装置3中。其中，集热装置13中的传热介质为液态传热介质、气态传热介质、固态传热介质均可。如，在真空集热管内流动水，水吸收热量后变为蒸汽，通过蒸汽与储热介质进行换热。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种具有外壁二次反射镜的接收器，其特征在于，包括接收器主体和设于接收器主体下方的呈旋转体结构的二次反射镜；所述接收器主体包括保温挡风装置和保温挡风装置腔内的环形接收槽；环形接收槽的至少一个面内布置有集热装置；所述集热装置用以吸收布置于所述接收器主体下方的定日镜及所述二次反射镜的外壁反射的太阳光。

2.根据权利要求1所述的具有外壁二次反射镜的接收器，其特征在于，所述二次反射镜为纵截面呈喇叭口状的旋转体外表面反射镜，其底端开口的直径大于顶端开口的直径。

3.根据权利要求1所述的具有外壁二次反射镜的接收器，其特征在于，所述环形接收槽内的面为水平面或倾斜面。

4.根据权利要求1所述的具有外壁二次反射镜的接收器，其特征在于，所述保温挡风装置为折叠结构。

5.根据权利要求1所述的具有外壁二次反射镜的接收器，其特征在于，所述接收器主体与所述二次反射镜的顶端连接。

6.根据权利要求1所述的具有外壁二次反射镜的接收器，其特征在于，所述集热装置为真空集热管、吸热钢管、吸热屏、蜂窝陶瓷结构。

7.根据权利要求1所述的具有外壁二次反射镜的接收器，其特征在于，所述接收器还包括布置于接收器主体上方的储热装置。

8.根据权利要求5所述的具有外壁二次反射镜的接收器，其特征在于，所述二次反射镜的中部设有支撑架，所述二次反射镜套设于所述支撑架的外沿，所述支撑架的顶部布置所述接收器主体。

9.一种塔式太阳能装置，其特征在于，包括塔体，所述塔体上设有如权利要求1-8任一项所述的具有外壁二次反射镜的接收器。

10.根据权利要求9所述的塔式太阳能装置，其特征在于，所述塔体的中心线与所述二次反射镜的中心线、所述接收器主体的中心线重合。