CN211116436U - 一种楼宇槽式csp系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于太阳能发电技术领域，提供了一种楼宇槽式CSP系统，包括安装于楼宇向光面聚光集热模块、以及安装于楼宇顶部的储热模块和能量转化的热能转换模块，所述聚光集热模块包括槽式聚光镜和集热管，所述槽式聚光镜和集热管均固定于楼宇的墙壁，且所述集热管位于所述槽式聚光镜和墙壁之间；在使用的过程中，由于聚光集热模块安装于楼宇向光面的墙壁上，进而通过槽式聚光镜对太阳能进行汇聚，并将汇聚的光线照射到集热管上，并通过集热管内部的导热油对热量进行收集，而经过加热的导热油便通过热能转换模块将导热油内部的热能转化为电能，并供楼宇间的用户进行使用，多余的导热油热能输送到熔融盐储罐与熔融盐换热存储。
Description
技术领域
本实用新型属于太阳能发电技术领域，其涉及一种楼宇槽式CSP系统。
背景技术
太阳能是最广泛、清洁、储量最大的可再生能源，太阳能槽式CSP系统是主要研究的聚光CSP系统，然而，现有铺设在地面上的槽式CSP系统占用空间大，大多布置在西北戈壁沙漠地区，远离电力需求旺盛的城市人口集中区。
在人口集中的城市里，高楼林立，在日照时间内，楼宇外墙向阳面阳光充足，太阳能资源丰富，而缺少对太阳能进行收集以及再利用装置，进而造成不必要的有效资源的浪费。
实用新型内容
本实用新型提供一种楼宇槽式CSP系统，旨在解决人口集中的城市里，高楼林立，在日照时间内，楼宇外墙向阳面阳光充足，太阳能资源丰富，而缺少对太阳能进行收集以及再利用装置，进而造成不必要的有效资源的浪费问题。
本实用新型是这样实现的，一种楼宇槽式CSP系统，包括安装于楼宇向光面聚光集热模块、以及安装于楼宇顶部的储热模块和能量转化的热能转换模块，所述聚光集热模块包括槽式聚光镜和集热管，所述槽式聚光镜和集热管均固定于楼宇的墙壁，且所述集热管位于所述槽式聚光镜和墙壁之间，所述集热管的内部流通有导热油，所述储热模块包括熔融盐储罐，所述集热管的一端固定连接于所述熔融盐储罐，并与所述熔融盐储罐相连通。
优选的，所述聚光集热模块还包括电驱动液压泵，所述电驱动液压泵传动连接于所述槽式聚光镜。
优选的，所述集热管由母管、子管和油泵组成，所述母管呈矩形环绕于楼宇的外壁，所述子管对应多个所述槽式聚光镜，且所述油泵固定连接于母管，且母管与子管之间相互连通。
优选的，所述储热模块还包括换热器和换热泵，所述换热器和熔融盐储罐之间通过管道相连通，且所述换热泵固定连接于管道。
优选的，所述集热管为双层设置，分别为外层的玻璃管和内层的吸热管，且玻璃管和吸热管之间设有真空层。
优选的，所述热能转换模块包括蒸汽发生器和预热器，所述蒸汽发生器和预热器均固定于楼宇的顶部，且两者之间相互连通。
优选的，所述热能转换模块还包括过热器和汽轮机，所述过热器和汽轮机均与所述蒸汽发生器相连通，并固定于落于的顶部。
优选的，所述换热泵中的蒸汽进口直径大于蒸汽出口直径。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种楼宇槽式CSP系统，通过设置槽式聚光镜、集热管以及熔融盐储罐，在使用的过程中，由于聚光集热模块安装于楼宇向光面的墙壁上，进而通过槽式聚光镜对太阳能进行汇聚，并将汇聚的光线照射到集热管上，并通过集热管内部的导热油对热量进行收集，而经过加热的导热油便通过热能转换模块将导热油内部的热能转化为电能，并供楼宇间的用户进行使用，多余的导热油热能输送到熔融盐储罐与熔融盐换热存储。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型中的系统结构示意图；
图中：1、聚光集热模块；11、槽式聚光镜；12、集热管；13、电驱动液压泵；2、储热模块；21、熔融盐储罐；22、换热器；23、换热泵；3、热能转换模块；31、蒸汽发生器；32、预热器；33、过热器；34、汽轮机。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种楼宇槽式CSP系统，包括安装于楼宇向光面聚光集热模块1、以及安装于楼宇顶部的储热模块2和能量转化的热能转换模块3，聚光集热模块1包括槽式聚光镜11和集热管12，槽式聚光镜11和集热管12均固定于楼宇的墙壁，且集热管12位于槽式聚光镜11和墙壁之间，集热管12的内部流通有导热油，储热模块2包括熔融盐储罐21，集热管12的一端固定连接于熔融盐储罐21，并与熔融盐储罐21相连通。
在本实施方式中，槽式CSP系统中，槽式聚光镜11的主要功能是将直射而来的太阳光反射并聚集到焦线上，每块槽式聚光镜11有固定的曲率半径，镜面是一个抛物面，将镜面安装到上后，通过控制其焦点，将反射光聚焦于一条直线上，集热管12的安装部位即处在该直线上，从而吸收太阳光，实现能量从光能到热能的转换。
在本实施方式中，为了保证楼宇中用户的正常采光，将聚光集热模块1布置在不同楼层中间，安装于楼宇的采光窗户之间，聚光集热模块1呈东西轴向垂直布置，由追踪机构根据太阳高度角(入射角)进行定日，聚光集热模块1运行时120℃的冷态导热油流入集热管12中，在回路中被加热到300℃，进入储热模块2和热能转换模块3中工作。
本实施方式中，在使用的过程中，在集热管12的内部导入导热油，导热油由两种有机化合物组成，26.5％的联苯(C12H10)和73.5％的二苯醚(C12H10O)的共晶混合物，导热油无论是液相或气相都可以用来做加热系统的流体，正常应用的温度范围是60°F到750°F(15℃到400℃)，压力范围是从大气压到152.5psig(10.6bar)，并通过集热管12上的油泵控制导热油在集热管12的内部进行流动，槽式聚光镜11通过抛物面反射镜反射聚集太阳光，加热集热管12中的流动的导热油来收集热量，日照充足时，在集热管12中获得热量的高温导热油一部分进入换热器22，加热从冷盐罐出来的低温熔融盐，低温熔融盐经加热变成高温熔融盐后放入热盐罐储存起来；没有太阳时，聚光集热模块1停止工作，从蒸汽发生器31出来的低温导热油直接进入换热器22被热盐罐油抽出的高温熔融盐加热变成高温导热油进入蒸汽发生器31产生蒸汽发电，高温熔融盐放热后变为低温熔融盐进入冷盐罐储存起来以便白天蓄热再次使用，另一部分高温导热油直接进入蒸汽发生器31加热水产生蒸汽发电。
进一步的，聚光集热模块1还包括电驱动液压泵13，电驱动液压泵13传动连接于槽式聚光镜11。
在本实施方式中，在定日过程中电驱动液压泵13的转动，以及在特殊环境条件下(如大风)，电驱动液压泵13驱动槽式聚光镜11底部的支架转动至保护位置，电驱动液压泵13保证在定日过程中，能够精确稳定的运行，及伺服系统精确定位；并且在保护状态开启条件下，能够快速将槽式聚光镜11转动至保护位置。
进一步的，集热管12由母管、子管和油泵组成，母管呈矩形环绕于楼宇的外壁，子管对应多个槽式聚光镜11，且油泵固定连接于母管，且母管与子管之间相互连通。
在本实施方式中，在使用的过程中，通过槽式聚光镜11对支管内部的导热油进行加热，并通过油泵将导热油输送到母管的内部，随后输送熔融盐储罐21的内部进行存储。
进一步的，储热模块2还包括换热器22和换热泵23，换热器22和熔融盐储罐21之间通过管道相连通，且换热泵23固定连接于管道。
在本实施方式中，熔融盐储罐21包括冷盐罐和热盐罐，在使用的过程中，从蒸汽发生器31出来的低温导热油通过换热泵23直接进入换热器22被热盐罐油抽出的高温熔融盐加热变成高温导热油进入蒸汽发生器31产生蒸汽发电。
进一步的，集热管12为双层设置，分别为外层的玻璃管和内层的吸热管，且玻璃管和吸热管之间设有真空层。
在本实施方式中，集热管12由外部的玻璃管和内部的吸热管组成，两管之间的真空层阻止热量损失，吸热管由不锈钢制成，内部有工质流动，在不锈钢管的表面涂有黑色的吸热薄膜，薄膜对太阳光有较高的吸收率，同时在红外波普段有较低的发射率，这样能够有效的吸收太阳能。
进一步的，热能转换模块3包括蒸汽发生器31和预热器32，蒸汽发生器31和预热器32均固定于楼宇的顶部，且两者之间相互连通。
在本实施方式中，蒸汽发生器31将从预热器32加热到准饱和状态的水进一步加热，在蒸汽发生器31内来自预热器32的水发生相变，吸收热量，变成蒸汽。蒸汽发生器31中，在管侧流动介质为导热油或熔盐，在壳侧为水。
进一步的，热能转换模块3还包括过热器33和汽轮机34，过热器33和汽轮机34均与蒸汽发生器31相连通，并固定于落于的顶部。
在本实施方式中，在使用的过程中，通过过热器33进一步加热来自蒸汽发生器31的饱和蒸汽，使饱和蒸汽达到过热状态，提高蒸汽的品质，从而提高汽轮机34的工作效率，在过热器33中，在壳侧为导热油或熔盐，在管侧为水，其次，汽轮机34作为带动发电机的原动机，能够拖动发电机进行发电。
进一步的，换热泵23中的蒸汽进口直径大于蒸汽出口直径。
在本实施方式中，过热器33设计时，蒸汽进口直径应大于出口直径，这是由管路设计标准决定的，过热器33上装设的对空排汽阀门，将一次门设置成电动调节阀，二次门设计为电动截止阀，这样的设置能够保证受热面在启动、停止、汽温自动控制失灵、事故跳闸以及事故后恢复到满负荷下不致超温过热。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种楼宇槽式CSP系统，其特征在于：包括安装于楼宇向光面聚光集热模块(1)、以及安装于楼宇顶部的储热模块(2)和能量转化的热能转换模块(3)，所述聚光集热模块(1)包括槽式聚光镜(11)和集热管(12)，所述槽式聚光镜(11)和集热管(12)均固定于楼宇的墙壁，且所述集热管(12)位于所述槽式聚光镜(11)和墙壁之间，所述集热管(12)的内部流通有导热油，所述储热模块(2)包括熔融盐储罐(21)，所述集热管(12)的一端固定连接于所述熔融盐储罐(21)，并与所述熔融盐储罐(21)相连通。
2.如权利要求1所述的一种楼宇槽式CSP系统，其特征在于：所述聚光集热模块(1)还包括电驱动液压泵(13)，所述电驱动液压泵(13)传动连接于所述槽式聚光镜(11)。
3.如权利要求1所述的一种楼宇槽式CSP系统，其特征在于：所述集热管(12)由母管、子管和油泵组成，所述母管呈矩形环绕于楼宇的外壁，所述子管对应多个所述槽式聚光镜(11)，且所述油泵固定连接于母管，且母管与子管之间相互连通。
4.如权利要求1所述的一种楼宇槽式CSP系统，其特征在于：所述储热模块(2)还包括换热器(22)和换热泵(23)，所述换热器(22)和熔融盐储罐(21)之间通过管道相连通，且所述换热泵(23)固定连接于管道。
5.如权利要求1所述的一种楼宇槽式CSP系统，其特征在于：所述集热管(12)为双层设置，分别为外层的玻璃管和内层的吸热管，且玻璃管和吸热管之间设有真空层。
6.如权利要求1所述的一种楼宇槽式CSP系统，其特征在于：所述热能转换模块(3)包括蒸汽发生器(31)和预热器(32)，所述蒸汽发生器(31)和预热器(32)均固定于楼宇的顶部，且两者之间相互连通。
7.如权利要求6所述的一种楼宇槽式CSP系统，其特征在于：所述热能转换模块(3)还包括过热器(33)和汽轮机(34)，所述过热器(33)和汽轮机(34)均与所述蒸汽发生器(31)相连通，并固定于落于的顶部。
8.如权利要求4所述的一种楼宇槽式CSP系统，其特征在于：所述换热泵(23)中的蒸汽进口直径大于蒸汽出口直径。
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