CN210688783U - 用于塔式光热发电的新型吸热器组件 - Google Patents
用于塔式光热发电的新型吸热器组件 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种用于塔式光热发电的新型吸热器组件，包括吸热管、吸热面板、吸热管联箱、复合保温层，其中所述的吸热管嵌套在吸热面板的贯穿性吸热管孔道中；所述的吸热管联箱位于新型吸热器组件的两端，与吸热管焊接在一起；所述的复合保温层位于吸热面板背面。本实用新型能适应太阳能塔式光热电站的运行特征，可降低吸热器表面运行温度，提高吸热器运行效率；提高吸热器本身热惯性，运行安全性高；使用本实用新型能有效保障光热电站吸热器安全稳定运行并具有较高的经济性。
Description
技术领域
本实用新型属于太阳能光热发电领域，具体涉及一种用于塔式光热发电的新型吸热器组件。
背景技术
塔式光热发电技术已经在国内外商业化项目上得到了验证，塔式光热发电技术具有集热效率高，度电成本下降空间大的优势。塔式吸热器是电站核心设备之一，太阳能经吸热器转化为传热介质的热能，传热介质与水换热产生蒸汽推动汽轮机发电。传统的塔式吸热器为管屏式，专利CN103842740A公布了一种工厂组装的竖直蛇形流动熔盐太阳能接收器，吸热面由模块化组装的管屏构成；专利CN105157243A公布了一种新型塔式光热电站吸热器，设置了多排管屏，可有效提高太阳能的吸收率，降低辐射损失。由于太阳辐射波动大，吸热器表面运行温度高，塔式吸热器运行工况严苛，管屏式吸热器易出现冻堵及过热现象。
本实用新型提出一种用于塔式光热发电的新型吸热器组件，可降低吸热器表面运行温度，提高吸热器运行效率，同时增大吸热器热惯性，降低太阳能剧烈波动对吸热器运行安全的不利影响。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术的缺陷和不足，提供一种用于塔式光热发电的新型吸热器组件，以提高塔式吸热器的运行效率和运行安全性。
本实用新型所采用的技术方案是：一种用于塔式光热发电的新型吸热器组件，由吸热管、吸热面板、吸热管联箱构成，所述的吸热管嵌套在吸热面板的贯穿性吸热管孔道中；所述的吸热管联箱位于吸热管的两端，并与吸热管焊接在一起；传热介质通过一端的吸热管联箱分配到各吸热管，再从另一端的吸热管联箱的排出或进入下一组吸热器组件。
在本实用新型中：所述的吸热管为不锈钢或镍基合金钢材料构成，所述的吸热管根据吸热器表面能量密度进行排布，吸热管的中心连线呈正弦曲线形、折线形或直线形。
在本实用新型中：所述的吸热管间有间距，其间距为吸热管直径的0.1-1倍。
在本实用新型中：所述的吸热面板采用的材料为高热导率合金材料，热导率为60-400W/mK。
在本实用新型中：所述的吸热面板内部布置呈一定规则排布的贯穿性吸热管孔道，贯穿性吸热管孔道布置方式与吸热管布置方式相同；所述的吸热管紧密嵌套在贯穿性吸热管孔道内，与吸热面板构成一个整体。
在本实用新型中：所述的吸热面板内部布置呈一定规则排布的贯穿性伴热电缆孔道，贯穿性伴热电缆孔道布置在两根吸热管的中间，伴热电缆孔道内安装伴热电缆。
在本实用新型中：所述的吸热面板背部设有复合保温层，复合保温层选用的保温材料可耐受1000℃以上高温，所述的保温材料为陶瓷纤维隔热材料。
在本实用新型中：所述的传热介质为液态熔融盐、气体、导热油或液态金属中的一种。
采用上述技术方案后，本实用新型的有益效果为：
1.本实用新型结构简单、设计合理，在多云工况下，塔式光热电站吸热器表面接受的能流密度在短时间内会发生很大波动，对吸热器运行安全性产生不利影响，本实用新型中，吸热管嵌套在吸热面板中，吸热面板具有较大热惯性，在吸热器表面能流密度发生较大波动时可抑制吸热器温度波动幅度，有效降低热冲击对吸热器的不利影响;
2.本实用新型中，吸热面板采用高热导率合金材料，热导率为60-400W/mK，是一般不锈钢及镍基合金钢材料热导率的5-20倍，可有效降低吸热器表面的运行温度，提高吸热器运行效率及运行安全性;
3.本实用新型中，吸热面板内部布置呈一定规则排布的贯穿性吸热管孔道，吸热管紧密嵌套在贯穿性吸热管孔道内，与吸热面板构成一个整体；吸热面板内部贯穿性吸热管孔道的布置规则和吸热管的排布规则一致，减小吸热管周向温差，使吸热面板内部、吸热管周向及吸热管内流体温度分布更加合理，提高吸热器运行效率以及吸热器运行安全性;
4.本实用新型中，所述的吸热面板内部布置呈一定规则排布的贯穿性伴热电缆孔道，贯穿性伴热电缆孔道内安装有伴热电缆，提高吸热器在充注工况、排空工况以及来云工况下的运行安全性;
5.本实用新型中，所述的吸热面板背部布置复合保温材料，可有效降低吸热器组件的热损失，提高吸热器运行效率。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型中吸热面板及背面复合保温层的剖面图；
图3为本实用新型中另一吸热面板剖面图；
图4为本实用新型中又一吸热面板剖面图。
图中：吸热面板101；吸热管102-103；吸热管联箱104-107；吸热面201；贯穿性吸热管孔道202；贯穿性伴热电缆孔道203；内侧保温层204；外侧保温层205。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，一种用于塔式光热发电的新型吸热器组件，由吸热管102-103、吸热面板101、吸热管联箱104-107以及复合保温层构成，所述的吸热管102-103嵌套在吸热面板101的贯穿性吸热管孔道202中；所述的吸热管联箱104-107位于吸热管102-103的两端，并与吸热管102-103焊接在一起，所述的吸热面板101背部设有复合保温层。多个相同型式的组件可构成塔式光热发电的吸热器。吸热器在运行状态下，高倍数太阳能流投射至吸热面板101的吸热面201上，传热介质通过吸热管联箱104-105分配到各吸热管102-103，传热介质在吸热管内流动过程中，通过对流换热吸收吸热面板101传导至吸热管管壁的热量，提升传热介质的温度，从吸热管联箱106-107的排出或进入下一组吸热器组件。
如图1所示，吸热面板101本体采用高热导率合金材料，本例中采用铝黄铜H96，热导率约为243W/mK，吸热面板101本体具有较大的热容量，在多云工况下，吸热面板101较大的热惯性可使吸热器组件的温度波动幅度得到抑制，提高系统吸热器抗热冲击的能力。
所述的吸热管102-103为不锈钢或镍基合金钢材料构成，所述的吸热管102-103根据吸热器表面能量密度进行排布，吸热管102-103的中心连线呈正弦曲线形、折线形或直线形；吸热管102-103间有间距，其间距为吸热管直径的0.1-1倍。
如图2所示，是吸热面板101的剖面图，吸热面板101内部布置呈一定规则排布的贯穿性吸热管孔道202，吸热面板101内部贯穿性吸热管孔道202的布置规则和吸热管102-103的排布规则一致，在本图中呈正弦曲线形布置，吸热管102-103紧密嵌套在贯穿性吸热管孔道202内，与吸热面板101构成一个整体；吸热面板101所用的材料为高热导率合金，热导率为不锈钢或镍基合金钢的5-20倍，吸热面201接受的高倍数太阳能流使吸热面板101本体升高温度，将热量传导给吸热管102-103；吸热面板101采用的高热导率合金材料可降低吸热面板本身温度梯度，使吸热管102-103周围温度分布更加均匀，可有效提高吸热管的传热能力，并降低吸热管周向热应力，提高吸热器运行安全性；吸热管较高的传热能力可降低吸热面201的运行温度，从而提高吸热器运行效率。
如图2所示，吸热面板101内部布置贯穿性伴热电缆孔道203，贯穿性伴热电缆孔道203布置在两根吸热管102-103的中间，贯穿性伴热电缆孔道203内安装伴热电缆。吸热器在充注工况、排空工况以及来云工况下可启动伴热电缆，使吸热器运行温度保持在合理范围内，提高吸热器的运行安全性。
如图2所示，吸热面板101的背面布置有复合保温层，复合保温层选用的保温材料可耐受1000℃以上高温，所述的保温材料优选为陶瓷纤维隔热材料，所述的复合保温层包括内侧保温层204和外侧保温层205，内侧保温层204根据吸热面板101形状进行布置，可降低吸热组件的热损失；外侧保温层205与内侧保温层204构成复合保温层，可进一步降低吸热组件的热损失，提高吸热器运行效率。
如图3所示，是本新型吸热器组件的吸热面板另一种实施方式，其剖面呈折线形，包括吸热面板201，贯穿性吸热管孔道202以及贯穿性伴热电缆孔道203，与图2中吸热面板的不同之处在于吸热面板的形状、吸热管的数量及布置方式。
如图4所示，是新型吸热器组件的吸热面板又一种实施方式，其剖面呈直线形，包括吸热面板201，贯穿性吸热管孔道202以及贯穿性伴热电缆孔道203，与图2、图3中吸热面板的不同之处在于吸热面板的形状、吸热管的数量及布置方式。
以上对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但本实用新型并不限于以上描述。对于本领域的技术人员而言，任何对本技术方案的同等修改和替代都是在本实用新型的范围之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。
Claims (8)
1.一种用于塔式光热发电的新型吸热器组件，其特征在于：由吸热管、吸热面板、吸热管联箱构成，所述的吸热管嵌套在吸热面板的贯穿性吸热管孔道中；所述的吸热管联箱位于吸热管的两端，并与吸热管焊接在一起；传热介质通过一端的吸热管联箱分配到各吸热管，再从另一端的吸热管联箱的排出或进入下一组吸热器组件。
2.根据权利要求1所述的用于塔式光热发电的新型吸热器组件，其特征在于：所述的吸热管为不锈钢或镍基合金钢材料构成，所述的吸热管根据吸热器表面能量密度进行排布，吸热管的中心连线呈正弦曲线形、折线形或直线形。
3.根据权利要求1所述的用于塔式光热发电的新型吸热器组件，其特征在于：所述的吸热管间有间距，其间距为吸热管直径的0.1-1倍。
4.根据权利要求1所述的用于塔式光热发电的新型吸热器组件，其特征在于：所述的吸热面板采用的材料为高热导率合金材料，热导率为60-400W/mK。
5.根据权利要求2所述的用于塔式光热发电的新型吸热器组件，其特征在于：所述的吸热面板内部布置呈一定规则排布的贯穿性吸热管孔道，贯穿性吸热管孔道布置方式与吸热管布置方式相同；所述的吸热管紧密嵌套在贯穿性吸热管孔道内，与吸热面板构成一个整体。
6.根据权利要求5所述的用于塔式光热发电的新型吸热器组件，其特征在于：所述的吸热面板内部布置呈一定规则排布的贯穿性伴热电缆孔道，贯穿性伴热电缆孔道布置在两根吸热管的中间，伴热电缆孔道内安装伴热电缆。
7.根据权利要求1所述的用于塔式光热发电的新型吸热器组件，其特征在于：所述的吸热面板背部设有复合保温层，复合保温层选用的保温材料可耐受1000℃以上高温，所述的保温材料为陶瓷纤维隔热材料。
8.根据权利要求1所述的用于塔式光热发电的新型吸热器组件，其特征在于：所述的传热介质为液态熔融盐、气体、导热油或液态金属中的一种。
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Denomination of utility model: A new type of heat absorber assembly for tower solar thermal power generation Effective date of registration: 20200806 Granted publication date: 20200605 Pledgee: SUZHOU THVOW TECHNOLOGY LLC Pledgor: JIANGSU XINCHEN SOLAR THERMAL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020980004731 |