CN208901652U - 一种固定式双重立体聚光集热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种固定式双重立体聚光集热器，包括聚光碗和聚光集热多方柱，所述聚光集热多方柱垂直固定在聚光碗的内侧中心位置，所述聚光碗选用固定式半球体聚光器或圆锥体聚光器，聚光碗用于将太阳光聚集到聚光集热多方柱上，所述聚光集热多方柱的多个外侧面上均开有聚光槽，所述聚光槽选用复合抛物面聚光器或圆锥槽式聚光器，所述聚光槽外侧设置有透明盖板，使聚光槽内部形成密闭聚光空间；所述聚光槽内设置有涵套集热管，聚光槽用于将太阳光聚集到涵套集热管上，涵套集热管用于利用太阳能对传热工质进行加热。本实用新型中的固定式双重立体固定式双重立体聚光集热器采用聚光碗和聚光槽二次聚光，无需太阳跟踪运动机构，造价低，抗风性能好。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能海水淡化领域，特别涉及一种固定式双重立体聚光集热器。
背景技术
太阳能作为一种取之不尽的清洁能源已成为人类开发利用的主要绿色能源之一。太阳能热利用是太阳能利用中效率最高、效益最好的一种利用方法。目前，太阳能中高温热利用以太阳能热发电为主由于太阳能辐射能的能准密度低，要想得到较高的温度，就必须通过聚光集热的手段来实现。因此，太阳能聚光集热装置成为太阳能中高温热利用的关键。
现有太阳能热发电系统主要有槽式太阳能热发电方式、塔式太阳能热发电方式和碟式太阳能热发电方式。这三种热发电方式都采用聚焦式聚光集热，均需要太阳能跟踪运动机构。槽式人阳能聚光集热系统以线聚焦代替点聚焦，运行温度一般不超过400℃；由于其聚光集热系统的接收器长，散热器面积大，与塔式、碟式热发电的点聚光系统相比，热损较大；不过，槽式抛物而集热装置的制造所需的构件形式不多，只需要单轴向跟踪，容易标准化，适合批量生产。相比塔式和碟式太阳能热发电，槽式聚光集热系统更经济、更实用。但槽式太阳能聚光器抛物面镜面弧度大，抗风能力和运动性能要求高，因此，制造难度也较大，用钢量多。
太阳能集热接收器的制造成本和维护问题也足目前槽式太阳能聚光集热系统的推广应用而临的困难，目前，槽式太阳能集热接收器使用的是直通式金属-玻璃真空集热管，具有热损失小、可规模化生产的优点，但也存在金属与玻璃之间的封接交困难、易破损、选择性吸收涂层易脱落等问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种固定式双重立体聚光集热器。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
一种固定式双重立体聚光集热器，包括聚光碗和聚光集热多方柱，所述聚光集热多方柱垂直固定在聚光碗的内侧中心位置，所述聚光碗选用固定式半球体聚光器或圆锥体聚光器，聚光碗用于将太阳光聚集到聚光集热多方柱上，所述聚光集热多方柱的多个外侧面上均开有聚光槽，所述聚光槽选用复合抛物面聚光器或圆锥槽式聚光器，所述聚光槽外侧设置有透明盖板，使聚光槽内部形成密闭聚光空间；所述聚光槽内设置有涵套集热管，聚光槽用于将太阳光聚集到涵套集热管上，涵套集热管用于利用太阳能对传热工质进行加热。
进一步的，所述聚光集热多方柱为聚光集热四方柱。
进一步的，所述透明盖板为透明玻璃盖板、凸透镜盖板或菲涅尔透镜盖板中的任一种。
进一步的，涵套集热管包括真空玻璃套管和涡流金属直通管，真空玻璃套管上下两端通过绝热封头安装在涡流金属直通管外侧，真空玻璃套管的内层玻璃管和涡流金属直通管之间的间隙内填充有导热介质。
进一步的，所述真空玻璃套管由内层玻璃管和外层玻璃管套装组成，外层玻璃管的外表面涂覆减反射层，内层玻璃管的外表面镀上太阳能选择性吸收涂层，内外层玻璃之间的夹层以弹簧卡支撑固定，夹层抽真空后两端熔封且内配消气剂。
进一步的，所述太阳能选择性吸收涂层采用磁控溅射沉积多层MO-金属陶瓷膜。
进一步的，绝热封头通过螺栓和紧固垫圈安装在涡流金属直通管上，绝热封头包括由内到外顺次设置的石棉层、橡胶层、金属封套层和外保温层。
进一步的，所述导热介质采用导热性好的固体粉末，具体可采用石墨粉、纯铜粉、铸铁粉、碳化硅粉体中的一种或多种。
进一步的，所述涡流金属直通管，采用导热性好的金属波纹管、螺纹管或球形换热管中的任意一种。
本实用新型的有益效果是：与槽式太阳能热发电系统相比，本实用新型的固定式双重立体聚光集热器采用聚光碗和聚光槽二次聚光，无需太阳跟踪运动机构，造价低，抗风性能好:采用的涵套集热管，配合抗风聚光碗，封闭聚光槽，以及真空玻璃套管，三重防热散失，且太阳能选择性吸收涂层涂覆在双层真空玻璃夹层内的内层玻璃外表而，不存在玻璃与金属热膨胀系数差别大，难以密封，太阳能选择性吸收膜易氧化、脱落等问题，且使用寿命长，造价低。
附图说明
图1为固定式双重立体聚光集热器结构示意图；
图2为聚光集热多方柱俯视结构示意图；
图3为涵套集热管剖视示意图；
图4为绝热封头剖视示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、聚光碗；2、聚光集热多方柱；3、聚光槽；4、涵套集热管；5、真空玻璃套管；6、涡流金属直通管；7、绝热封头；71、石棉层；72、橡胶层；73、金属封套层；74、外保温层；8、导热介质；9、螺栓
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1和图2所示，一种固定式双重立体聚光集热器，包括聚光碗1和聚光集热多方柱2，所述聚光集热多方柱2垂直固定在聚光碗1的内侧中心位置，聚光碗1用于将太阳光聚集到聚光集热多方柱2上，所述聚光集热多方柱的多个外侧面上均开有聚光槽3，所述聚光槽外侧设置有透明盖板，使聚光槽3内部形成密闭聚光空间；所述聚光槽3内设置有涵套集热管4，聚光槽3用于将太阳光聚集到涵套集热管4上，涵套集热管4用于利用太阳能对传热工质进行加热。
实际使用时，可以将多个固定式双重立体聚光集热器的涡流金属直通管串联，形成传热工质流通回路，组成太阳能集热场，由固定式双重立体聚光集热器为核心，以硅油纳米膨胀石墨流体，或合成油纳米膨胀石墨流体为传热工质，可构建总聚光比大于100倍，集热温度大于400℃的太阳能集热场。
太阳能集热场由若干个固定式双重立体固定式双重立体聚光集热器组合而成。每个固定式双重让体固定式双重立体聚光集热器均是一个独立单元，本实施例中，固定式双重立体固定式双重立体聚光集热器中聚光碗的开口直径为3-25米，高度为2-9米之间，聚光槽开口宽度在O.6-3米之间，长度在2-9米之间。根据太阳能发电系统的发电量要求，确定固定式双重立体固定式双重立体聚光集热器的数量，以及聚光碗和聚光槽的各项规格、参数。
本实施例中，所述聚光集热多方柱2为聚光集热四方柱。
本实施例中，聚光碗，作为一次聚光器，选用固定式半球体聚光器，或圆锥体聚光器。具体选用上开口直径为20米，碗底直径为6米，垂直高度为5米，反光镜，由若干聚酯片镀铝拼接而成，支撑层采用钢筋混疑土结构。
聚光槽，作为二次聚光器，选用复合抛物面聚光器，或圆锥槽式聚光器，并添加透明玻璃盖板、凸透镜盖板或菲涅尔透镜盖板，形成密闭聚光空间。本实施例中，具体采用钢板模压、抛光、镀铝而成的复合抛物面聚光器，开口宽度为1.2米，长度为6米，开口面添加透明玻璃盖板，玻璃盖板外表而涂覆减反射膜。密封箱体内聚焦安装涵套集热管。
如图3所示，涵套集热管4包括真空玻璃套管5和涡流金属直通管6，真空玻璃套管5上下两端通过绝热封头7安装在涡流金属直通管6外侧，真空玻璃套管5的内层玻璃管和涡流金属直通管6之间的间隙内填充有导热介质8。
本实施例中，涵套集热管，选用标准6米管，即长度为6米，外层玻璃价管直径为115mm,内层玻璃管直径为70mm,内外玻璃玻璃管均采用3.3mm厚硅硼玻璃，涡流金属直通管采用波纹铜管直径为60mm。
涵套内填充的导热介质，采用导热性好的固体粉末，如石墨粉，或纯铜粉，或铸铁粉，或碳化硅粉末，或多种导热固体粉末混合体，密封填充在真空玻璃套管与涡流金属管之间，起快速传热作用。本实施例选用石墨粉和碳化硅粉体混合封装填充在全玻璃真空套管和涡流余属直通管之间。
所述真空玻璃套管5由内层玻璃管和外层玻璃管套装组成，外层玻璃管的外表面涂覆减反射层，内层玻璃管的外表面镀上太阳能选择性吸收涂层，内外层玻璃之间的夹层以弹簧卡支撑固定，夹层抽真空后两端熔封且内配消气剂。
本实施例中，所述太阳能选择性吸收涂层采用磁控溅射沉积多层MO-金属陶瓷膜。
如图4所示，绝热封头7通过螺栓9和紧固垫圈安装在涡流金属直通管6上，绝热封头7包括由内到外顺次设置的石棉层71、橡胶层72、金属封套层73和外保温层74。绝热封头7负责封装填充在全玻璃真空套管与涡流金属直通管之间的涵套填充导热介质，防止热量散失。
所述导热介质8采用导热性好的固体粉末，具体可采用石墨粉、纯铜粉、铸铁粉、碳化硅粉体中的一种或多种。
所述涡流金属直通管，采用导热性好的金属波纹管、螺纹管或球形换热管中的任意一种。
本实用新型的工作过程为：
本实用新型的固定式双重立体聚光集热器，采用固定式双重立体固定式双重立体聚光集热器聚光集热，即由聚光碗一次聚光，形成聚光光斑柱；再经设置在聚光碗轴向中心的分别面向东、南、西、北四个方向的四个聚光槽构成的聚光集热多方柱二次聚光，聚集的太阳能由安装在透明玻璃盖板封闭的聚光槽聚焦线上的涵套集热管接收。二次聚焦的太阳能热斑线穿过涵套集热管中的真空玻璃套管玻璃外管，由镀覆在真空玻璃套管玻璃内管外表面的太阳能选择性吸收层吸收并转换热能，通过导热介质加热涡流金属直通管内的传热工质，如合成油纳米膨胀石墨流体，再由工质泵将加热后的传热工质泵入换热装置进行循环换热。
以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种固定式双重立体聚光集热器，其特征在于，包括聚光碗(1)和聚光集热多方柱(2)，所述聚光集热多方柱(2)垂直固定在聚光碗(1)的内侧中心位置，所述聚光碗选用固定式半球体聚光器或圆锥体聚光器，聚光碗(1)用于将太阳光聚集到聚光集热多方柱(2)上，所述聚光集热多方柱的多个外侧面上均开有聚光槽(3)，所述聚光槽(3)选用复合抛物面聚光器或圆锥槽式聚光器，所述聚光槽外侧设置有透明盖板，使聚光槽(3)内部形成密闭聚光空间；所述聚光槽(3)内设置有涵套集热管(4)，聚光槽(3)用于将太阳光聚集到涵套集热管(4)上，涵套集热管(4)用于利用太阳能对传热工质进行加热。
2.根据权利要求1所述的固定式双重立体聚光集热器，其特征在于，所述聚光集热多方柱(2)为聚光集热四方柱。
3.根据权利要求1所述的固定式双重立体聚光集热器，其特征在于，所述透明盖板为透明玻璃盖板、凸透镜盖板或菲涅尔透镜盖板中的任一种。
4.根据权利要求1所述的固定式双重立体聚光集热器，其特征在于，涵套集热管(4)包括真空玻璃套管(5)和涡流金属直通管(6)，真空玻璃套管(5)上下两端通过绝热封头(7)安装在涡流金属直通管(6)外侧，真空玻璃套管(5)的内层玻璃管和涡流金属直通管(6)之间的间隙内填充有导热介质(8)。
5.根据权利要求4所述的固定式双重立体聚光集热器，其特征在于，所述真空玻璃套管(5)由内层玻璃管和外层玻璃管套装组成，外层玻璃管的外表面涂覆减反射层，内层玻璃管的外表面镀上太阳能选择性吸收涂层，内外层玻璃之间的夹层以弹簧卡支撑固定，夹层抽真空后两端熔封且内配消气剂。
6.根据权利要求5所述的固定式双重立体聚光集热器，其特征在于，所述太阳能选择性吸收涂层采用磁控溅射沉积多层MO-金属陶瓷膜。
7.根据权利要求4所述的固定式双重立体聚光集热器，其特征在于，绝热封头(7)通过螺栓(9)和紧固垫圈安装在涡流金属直通管(6)上，绝热封头(7)包括由内到外顺次设置的石棉层(71)、橡胶层(72)、金属封套层(73)和外保温层(74)。
8.根据权利要求4所述的固定式双重立体聚光集热器，其特征在于，所述导热介质(8)采用导热性好的固体粉末，具体可采用石墨粉、纯铜粉、铸铁粉和碳化硅粉体中的任一种或多种。
9.根据权利要求4所述的固定式双重立体聚光集热器，其特征在于，所述涡流金属直通管，采用导热性好的金属波纹管、螺纹管和球形换热管中的任意一种。
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|---|---|---|---|---|
| CN111170335A (zh) * | 2020-01-16 | 2020-05-19 | 范金婷 | 一种晶体循环晾晒装置 |
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- 2018-08-28 CN CN201821394460.7U patent/CN208901652U/zh active Active
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231109 Address after: No.42, Dabu Road, Huadu District, Guangzhou, Guangdong 510000 Patentee after: Guangzhou Hanhua Investment Partnership (L.P.) Address before: 10-3-302, Fangda community, No.1 Textile Road, Hongshan District, Wuhan City, Hubei Province Patentee before: Zeng Qingfu |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
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Effective date of registration: 20240130 Address after: 510000 No. 42, Dabu Road, Xiuquan street, Huadu District, Guangzhou, Guangdong Patentee after: Guangzhou Yidong Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: No.42, Dabu Road, Huadu District, Guangzhou, Guangdong 510000 Patentee before: Guangzhou Hanhua Investment Partnership (L.P.) Country or region before: China |