CN209042790U - 一种塔式太阳能吸热器防风装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种塔式太阳能吸热器防风装置，其特征在于，包括沿塔式太阳能吸热器周向布置的N块具有太阳光透射功能的隔板，隔板与塔式太阳能吸热器直接接受太阳能辐射部分的管排中心线平行；隔板沿塔式太阳能吸热器的高度方向分为M层，M＝1～10；隔板通过固定装置固定在塔式太阳能吸热器上，沿塔式太阳能吸热器的高度方向设有K层固定装置，K≥2。本实用新型所述的防风装置对于吸热器整体而言，在重量上几乎没有增加。该防风装置的支撑要求较低，结构简单，设计难度低。该防风装置不仅可明显减少吸热器周围的对流热损失，同时防风装置的安装、维护和更换也非常方便。

Description

一种塔式太阳能吸热器防风装置

技术领域

本实用新型涉及一种塔式太阳能吸热器防风装置，属于塔式太阳能热发电技术领域。

背景技术

太阳能高温热发电技术是太阳能规模利用的一个重要方向，对人类解决化石能源危机、空气污染等问题具有深远的意义。根据聚焦方式的不同，太阳能高温热发电可分为碟式、槽式、塔式三种方式；采用的工质有水(水蒸汽)、熔盐、空气、导热油、液态金属、其他有机物等。塔式聚焦由于具有大容量、高参数等优点而受到世界多国的关注。

塔式热发电技术在国外已经处于商业化运营的初期阶段，已建或在建的大规模商业化项目几乎遍布了各大洲，该技术路线已展示出强大的市场及生命力。尤其是带有储热的太阳能热发电技术，由于具有更长的发电时长及更稳定的电能输出，因此具有广阔的应用前景。我国的塔式热发电事业目前还处于示范化运营阶段，近年来先后建成的一批示范电站有力促进了太阳能热发电事业在我国的开展，一旦获得国家政策的稳定支持，我国的太阳能热发电事业将迎来一个快速发展期。

吸热器是塔式太阳能热电站的核心设备之一，它将定日镜捕捉、反射、聚焦的太阳光接收并转化为工质的内能，为发电机组提供所需的能量，进而实现太阳能热发电的过程。

吸热器的对流热损失分为自然对流热损失和强制对流热损失两个部分。在吸热器正常工作期间，因自然对流引起的热损失通常是基本不变的，而强制对流热损失则随着周围环境的空气相对吸热器的运动速度的大小而变化。如果对流速度较小，强制对流热损失通常也较小，甚至不如自然对流引起的热损失。但是，如果对流速度较大，强制对流热损失则迅速增加，并且远远超过自然对流热损失。为了较方便地吸收由镜场聚集的太阳能，吸热器通常设置于塔的顶端。对于具有一定规模的塔式太阳能光热电站，塔的高度通常在150m以上。这一高度的空气对流速度通常要比在地面附近高得多。随着塔式太阳能光热技术的发展，电站的发电容量也会随之增大，相应的塔的高度也会随之增加，在塔顶端的吸热器因为当地风速的增加而产生的强制对流热损失也随之显著增加。因此，对于塔式太阳能热发电吸热器，尤其是外露型的吸热器,由于周围环境的空气相对吸热器的强制对流运动引起的强制对流热损失通常是非常大的。然而在目前的吸热器设计中，吸热器完全暴露于空气中，且没有采取任何有效的措施来避免或减少两种对流热损失。

发明内容

本实用新型的目的是：通过在吸热器周围合理布置透光隔板来减少因自然对流和强制对流引起的热损失。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种塔式太阳能吸热器防风装置，其特征在于，包括沿塔式太阳能吸热器周向布置的N块具有太阳光透射功能的隔板，隔板与塔式太阳能吸热器直接接受太阳能辐射部分的管排中心线平行；隔板沿塔式太阳能吸热器的高度方向分为M层，M＝1～10；隔板通过固定装置固定在塔式太阳能吸热器上，沿塔式太阳能吸热器的高度方向设有K层固定装置，K≥2。

优选地，上下两层所述隔板之间留有1～5mm的间隙。

优选地，所述隔板最外端超过所述塔式太阳能吸热器直接接受太阳能辐射部分的管子外缘围成的轮廓的距离在0.05～0.5m范围内。

优选地，每层所述隔板的数量不少于4，且不多于20。

优选地，所述隔板的厚度不超过100mm。

在本实用新型中，在塔式太阳能吸热器周围一定距离处设置有隔板。与现有塔式太阳能吸热器不设置任何形式防风装置的设计方案相比，本实用新型所述方案将沿吸热器周向的空气对流流动发生在所加设的隔板表面，而不是吸热器受热面表面。由于在吸热器受热面表面与隔板之间隔有一定距离的空气层，因此吸热器受热面表面和隔板之间的传热较差，造成隔板表面温度远低于吸热器受热面表面温度，从而最大程度地减少了沿吸热器外围因空气强制扰流引起的强制对流热损失。

在本实用新型中，所加设隔板与吸热器受热面表面之间设置有合适的距离，在一定程度上减少了吸热器外围因空气自然对流引起的热损失。该距离过大则失去了减少自然对流热损失的意义。该距离过小则会因隔板和吸热器受热面表面之间的空气流通过少而产生局部温度过高的问题。

在本实用新型中，隔板沿高度方向分为多层，隔板沿高度方向设有2层以上的固定装置以及沿高度方向隔板层与层之间留有1～5mm的间隙等措施则考虑了隔板材料的膨胀要求以及工程上安装的方便性。

本实用新型所述的防风装置对于吸热器整体而言，在重量上几乎没有增加。该防风装置的支撑要求较低，结构简单，设计难度低。该防风装置不仅可明显减少吸热器周围的对流热损失，同时防风装置的安装、维护和更换也非常方便。

附图说明

图1为本实用新型专利所述吸热器防风装置的示意图(俯视图)；

图2为本实用新型专利所述吸热器防风装置的示意图(主视图)。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

如图1及图2所示，本实用新型提供的一种塔式太阳能吸热器防风装置，设置于竖直放置的塔式太阳能吸热器1上，包括隔板2和固定装置3。塔式太阳能吸热器1为正八边形吸热器。

隔板2竖直放置，且沿着塔式太阳能吸热器1周向布置，与塔式太阳能吸热器1直接接受太阳能辐射部分的管排中心线平行。隔板2的径向深度(隔板2最外端超过塔式太阳能吸热器1直接接受太阳能辐射部分的管子外缘围成的轮廓的距离)为0.2m。制作隔板2的材料具有太阳光透射功能，其对太阳光的透光率为0.99。制作隔板2的材料可在1000℃以下条件下满足强度要求。沿着塔式太阳能吸热器1的高度方向，设有5层固定装置3及3层隔板2，3层隔板2通过5层固定装置3固定在塔式太阳能吸热器1上。所述隔板材料

在本实用新型中，在吸热器周围一定距离处设置有隔板。与现有塔式太阳能吸热器不设置任何形式防风装置的设计方案相比，本实用新型所述方案将沿吸热器周向的空气对流流动发生在所加设的隔板表面，而不是吸热器受热面表面。由于在吸热器受热面表面与隔板之间隔有一定距离的空气层，因此吸热器受热面表面和隔板之间的传热较差，造成隔板表面温度远低于吸热器受热面表面温度，从而最大程度地减少了沿吸热器外围因空气强制扰流引起的强制对流热损失。

在本实用新型中，所加设隔板与吸热器受热面表面之间设置有合适的距离，在一定程度上减少了吸热器外围因空气自然对流引起的热损失。该距离过大则失去了减少自然对流热损失的意义。该距离过小则会因隔板和吸热器受热面表面之间的空气流通过少而产生局部温度过高的问题。

在本实用新型中，隔板沿高度方向分为多层，隔板沿高度方向设有2层以上的固定装置以及沿高度方向隔板层与层之间留有1～5mm的间隙等措施则考虑了隔板材料的膨胀要求以及工程上安装的方便性。

本实用新型所述的防风装置对于吸热器整体而言，在重量上几乎没有增加。该防风装置的支撑要求较低，结构简单，设计难度低。该防风装置不仅可明显减少吸热器周围的对流热损失，同时防风装置的安装、维护和更换也非常方便。

Claims (5)

1.一种塔式太阳能吸热器防风装置，其特征在于，包括沿塔式太阳能吸热器(1)周向布置的N块具有太阳光透射功能的隔板(2)，隔板(2)与塔式太阳能吸热器(1)直接接受太阳能辐射部分的管排中心线平行；隔板(2)沿塔式太阳能吸热器(1)的高度方向分为M层，M＝1～10；隔板(2)通过固定装置(3)固定在塔式太阳能吸热器(1)上，沿塔式太阳能吸热器(1)的高度方向设有K层固定装置(3)，K≥2。

2.如权利要求1所述的一种塔式太阳能吸热器防风装置，其特征在于，上下两层所述隔板(2)之间留有1～5mm的间隙。

3.如权利要求1所述的一种塔式太阳能吸热器防风装置，其特征在于，所述隔板(2)最外端超过所述塔式太阳能吸热器(1)直接接受太阳能辐射部分的管子外缘围成的轮廓的距离在0.05～0.5m范围内。

4.如权利要求1所述的一种塔式太阳能吸热器防风装置，其特征在于，每层所述隔板(2)的数量不少于4，且不多于20。

5.如权利要求1所述的一种塔式太阳能吸热器防风装置，其特征在于，所述隔板(2)的厚度不超过100mm。