CN210119023U - 基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统 - Google Patents

基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统 Download PDF

Info

Publication number
CN210119023U
CN210119023U CN201920506718.6U CN201920506718U CN210119023U CN 210119023 U CN210119023 U CN 210119023U CN 201920506718 U CN201920506718 U CN 201920506718U CN 210119023 U CN210119023 U CN 210119023U
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat
heat collector
semicircular
power generation
thermal power
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201920506718.6U
Other languages
English (en)
Inventor
韩临武
钱怀洲
查从念
张同翔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
United Engineers Ltd In China
China United Engineering Corp Ltd
Original Assignee
United Engineers Ltd In China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Engineers Ltd In China filed Critical United Engineers Ltd In China
Priority to CN201920506718.6U priority Critical patent/CN210119023U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN210119023U publication Critical patent/CN210119023U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/47—Mountings or tracking
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Abstract

本实用新型提供一种基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统，可以有效降低吸热管的前后温差。本实用新型包括集热器和定日镜场；集热器安装在集热塔上，包括吸热管组，吸热管组由吸热管组成；其特征在于：所述的集热器中的吸热管排列成半圆形；当集热器为两个以上时，这些集热器在集热塔的高度方向上依次布置，所述的定日镜场分为至少两个半圆环形区域，同一集热器的正面和反面分别对应一个半圆环形区域，不同的集热器对应的半圆环形区域不同。

Description

基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统
技术领域
本实用新型涉及一种基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统。
背景技术
太阳能热发电是一种通过“光 - 热 - 电”的转化过程实现清洁能源利用的发电技术，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。典型的塔式太阳能热发电技术由于具有聚光比高，高参数等优点而受到世界多国的关注。
对于塔式太阳能热发电吸热器，不论是柱面体外表面受光型，还是腔体式内表面受光型，其受热面通常采用管壁式结构，即吸热介质在管子内流动，管子排列成平面形或圆形，如申请号为201710027386.9的中国专利所示。塔式发电系统理论聚光比超过1000，吸热管的向光面需要承受较高的热负荷，而背光面通常是绝热保温结构。因此吸热管周向太阳热流分布极不均匀，吸热管易形成局部过热，前后侧存在较大温差，在热流密度高的区域，吸热管的前后温差会超过 200℃，由此导致吸热器管的严重变形。严重时，会出现受热面局部管壁超温和管间温度偏差加大，影响设备的安全运行。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统，可以有效降低吸热管的前后温差。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统，包括集热器和定日镜场；集热器安装在集热塔上，包括吸热管组，吸热管组由吸热管组成；其特征在于：所述的集热器中的吸热管排列成半圆形；当集热器为两个以上时，这些集热器在集热塔的高度方向上依次布置，所述的定日镜场分为至少两个半圆环形区域，同一集热器的正面和反面分别对应一个半圆环形区域，不同的集热器对应的半圆环形区域不同。
本实用新型还包括外玻璃罩，外玻璃罩为空心的半圆形结构，内部为真空；外玻璃罩包裹住集热器。
本实用新型所述的吸热管之间通过密排方式或鳍片连接成一体。
本实用新型当集热器为两个以上时，这些集热器的直径、高度、吸热管数量、吸热管管径规格各不相同。
本实用新型同一集热器的正面和反面对应的半圆环形区域的半径不同。
本实用新型所述的集热器的整体外形为半圆形。
本实用新型当集热器为两个以上时，这些集热器通过主路管路串联在一起，在主路管路上安装有主路关断阀。
本实用新型每个集热器均通过旁路管路并联有一个旁路集箱，并在旁路管路安装有旁路关断阀。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：
（1）吸热管排列成半圆形，这样就不构成封闭结构，吸热管周向均为向光面，周向太阳热流分布均匀，周向温度基本一致；
（2）集热器的正面和反面对应不同定日镜场半圆环形区域，有效降低定日镜场跟踪控制系统难度；
（3）各集热器分别对应不同定日镜场半圆环形区域，进一步降低定日镜场跟踪控制系统难度。
附图说明
图1是本实用新型实施例的集热器在集热塔的高度方向上依次布置的结构示意图。
图2是本实用新型实施例的集热器的结构示意图。
图3是本实用新型实施例同一集热器的正面和反面分别对应一个半圆环形区域的结构示意图。
图4是本实用新型实施例集热器串联在一起的结构示意图。
图5是本实用新型实施例三个不同集热器分别对应三个半圆环形区域的结构示意图。
图6是图5中某个集热器出现故障时，定日镜场进行调整后的结构示意图。。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
参见附图1-图6，本实用新型实施例包括集热器1、定日镜场、外玻璃罩3和旁路集箱5。
集热器1安装在集热塔上，包括吸热管组，吸热管组由吸热管2组成，吸热管2之间通过密排方式或鳍片4连接成一体，鳍片4对吸热管2起到传热作用，可以促进集热器内不同吸热管2相互传热，降低整个集热器内不同吸热管2的温度差，进一步提高集热器的安全性。集热器1中的吸热管2排列成半圆形，且集热器1的整体外形为半圆形，如此集热器中的吸热管2整个圆周面均有太阳直射光，吸热管2周向太阳热流辐射密度分布均匀，周向温度基本一致，集热器的安全性和经济性大大提高。
外玻璃罩3为空心的半圆形结构，内部为真空；外玻璃罩3包裹住集热器1。外玻璃罩3利用真空管热损失小的原理，大大减少了集热器1的辐射和对流散热损失，进一步提高集热器1的温度和热效率。
集热器1为至少一个。当集热器1为两个以上时，这些集热器1在集热塔的高度方向上依次布置，且这些集热器1的直径、高度、吸热管数量、吸热管管径规格等特性各不相同，通过优化集热器直径、集热器高度、集热器高差、集热器内的吸热管数量、管径规格等方法，合理分配各集热器能量分配比率，使得吸热管2周向热流密度更加均匀，周向温度基本一致，进一步降低吸热管2的热应力。本实施例中，集热器1为三个。
当集热器1为两个以上时，这些集热器1通过主路管路串联在一起，在主路管路上安装有主路关断阀7。每个集热器1均通过旁路管路并联有一个旁路集箱5，并在旁路管路安装有旁路关断阀6。当集热器1串联运行时，某个集热器1出现故障，传热工质切换至旁路系统，通过旁路集箱5进入下一个集热器1，保证太阳能热发电系统的持续性和安全性。
定日镜场分为至少两个半圆环形区域。每个集热器1对应两个半圆环形区域，即每个集热器1由两个半圆环形区域分别控制，且不同的集热器1对应的半圆环形区域不同，即集热器1之间不存在公用的半圆环形区域。同一集热器1的正面和反面分别对应一个半圆环形区域，即同一集热器1的正面和反面之间不存在公用的半圆环形区域；同一集热器1的正面和反面对应的半圆环形区域的半径可以不同；集热器1的正面和集热器1的反面对应的半圆环形区域的镜场反射的太阳能设置为基本相同，如此集热器1中吸热管的正面和集热器吸热管的反面热流密度基本相同，周向热流密度不均匀较低。如此使得整个定日镜场的跟踪控制系统难度大大降低。根据吸热管2内传热工质的受热特性，计算各集热器1所需的能量分配比率，通过调整同一集热器1正面和反面对应的半圆环形区域大小，以及不同集热器1对应的半圆环形区域大小，合理分配各集热器1接受的太阳辐射热量，使得吸热管2周向热流密度更加均匀，有效降低吸热管2的热应力；具体的，集热器1由低到高，对应的半圆环形区域由内向外，因为如果低的集热器1对应远的半圆环形区域，则这些半圆环形区域定日镜反射的太阳能余弦损失会很大，定日镜场效率较低。进一步的，集热器1整体温度不是太高，有效降低集热器1的辐射散热损失，提高集热器的整体热效率。
如果某个集热器1出现故障，该出现故障的集热器1对应的定日镜场区域，可分配到位于该集热器1上、下的集热器1中，保证整个定日镜场反射太阳光能的充分利用。如图5和图6所示，当本实施例的三个集热器1正常工作时，定日镜场分为六个半圆环形区域，三个集热器1的正面和反面分别对应半圆环形区域11、半圆环形区域12、半圆环形区域21、半圆环形区域22、半圆环形区域31、半圆环形区域32；当某个集热器1出现故障时，定日镜场进行调整后分为四个半圆环形区域，正常的两个集热器1的正面和反面分别对应半圆环形区域11’、半圆环形区域12’、半圆环形区域31’、半圆环形区域32’。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统，包括集热器和定日镜场；集热器安装在集热塔上，包括吸热管组，吸热管组由吸热管组成；其特征在于：所述的集热器中的吸热管排列成半圆形；当集热器为两个以上时，这些集热器在集热塔的高度方向上依次布置，所述的定日镜场分为至少两个半圆环形区域，同一集热器的正面和反面分别对应一个半圆环形区域，不同的集热器对应的半圆环形区域不同。
2.根据权利要求1所述的基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统，其特征在于：还包括外玻璃罩，外玻璃罩为空心的半圆形结构，内部为真空；外玻璃罩包裹住集热器。
3.根据权利要求1所述的基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统，其特征在于：所述的吸热管之间通过密排方式或鳍片连接成一体。
4.根据权利要求1所述的基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统，其特征在于：当集热器为两个以上时，这些集热器的直径、高度、吸热管数量、吸热管管径规格各不相同。
5.根据权利要求1所述的基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统，其特征在于：同一集热器的正面和反面对应的半圆环形区域的半径不同。
6.根据权利要求1所述的基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统，其特征在于：所述的集热器的整体外形为半圆形。
7.根据权利要求1所述的基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统，其特征在于：当集热器为两个以上时，这些集热器通过主路管路串联在一起，在主路管路上安装有主路关断阀。
8.根据权利要求1所述的基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统，其特征在于：每个集热器均通过旁路管路并联有一个旁路集箱，并在旁路管路安装有旁路关断阀。
CN201920506718.6U 2019-04-15 2019-04-15 基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统 Active CN210119023U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201920506718.6U CN210119023U (zh) 2019-04-15 2019-04-15 基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201920506718.6U CN210119023U (zh) 2019-04-15 2019-04-15 基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN210119023U true CN210119023U (zh) 2020-02-28

Family

ID=69613115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201920506718.6U Active CN210119023U (zh) 2019-04-15 2019-04-15 基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN210119023U (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022151618A1 (zh) * 2021-01-13 2022-07-21 南京工业大学 用于太阳能塔式发电的新型平板式吸热器及使用其的系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022151618A1 (zh) * 2021-01-13 2022-07-21 南京工业大学 用于太阳能塔式发电的新型平板式吸热器及使用其的系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103225900B (zh) 基于槽式抛物面反射镜的承压式太阳能集热器
CN103512224B (zh) 一种太阳能光热接收装置
CN204084894U (zh) 一种使用脉动热管的线性菲涅尔式太阳能集热器
CN103196241B (zh) 一种抛物槽式太阳能集热装置
CN105042891A (zh) 一种碟式太阳能集热利用系统
CN103344048A (zh) 一种渐缩管束结构腔式太阳能接收器
CN210119023U (zh) 基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统
CN110173903B (zh) 一种基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统
CN103062743A (zh) 一种腔体式自然循环式太阳能饱和蒸汽锅炉
CN110044080B (zh) 一种基于腔柱式集热器的塔式太阳能热发电系统
CN201983480U (zh) 塔式太阳能集热装置
CN106288451B (zh) 一种太阳能集热器
CN202393032U (zh) 一种抛物槽式太阳能集热装置
CN210374107U (zh) 一种全玻璃双真空内聚热辐射太阳集热管
CN103776178B (zh) 一种高效聚光及被动防护的真空管集热器
CN201583011U (zh) 活动式复合抛物面聚光器
CN202734300U (zh) 一种太阳能光热接收装置
CN210179921U (zh) 一种用于塔式太阳能热发电厂的吸热器
CN205351835U (zh) 一种大直径真空集热管
CN205119520U (zh) 一种太阳能集热器集热管热力切换系统
CN204100616U (zh) 蓄热式平板太阳能集热器
CN210119022U (zh) 基于腔柱式集热器的塔式太阳能热发电系统
CN220750431U (zh) 一种具有高温高效的太阳能集热器
CN203880975U (zh) 玻璃-金属真空封装一维跟踪聚焦太阳能集热器
CN220355755U (zh) 熔盐塔式吸热器

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant