本發(fā)明屬于塔式太陽能光熱發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及定日鏡單元子鏡制備。

背景技術(shù)：

塔式太陽能光熱發(fā)電是太陽能熱發(fā)電中的主要形式之一。其基本原理為：利用眾多定日鏡構(gòu)成的鏡場(chǎng)，將太陽光通過一次或多次反射匯聚至固定位置的集熱器上，加熱集熱器中的工質(zhì)，工質(zhì)再經(jīng)過輸送、儲(chǔ)熱、與水換熱等環(huán)節(jié)，產(chǎn)生過熱蒸汽推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。

塔式光熱電站中鏡場(chǎng)的作用是聚光集熱，它由若干臺(tái)定日鏡設(shè)備組成，每臺(tái)定日鏡都起到將太陽光反射匯聚的作用。隨著光熱發(fā)電技術(shù)的不斷成熟，機(jī)組容量逐漸增大，定日鏡設(shè)備數(shù)量也隨之增加，定日鏡成本占整個(gè)塔式發(fā)電總投資的一半，如何提高定日鏡的性能、降低定日鏡的成本顯得尤為重要。

一般定日鏡，尤其是大型定日鏡，是由多個(gè)單元子鏡組成的。由于太陽發(fā)散角的原因，鏡場(chǎng)外部的定日鏡要將光斑聚集在吸熱塔范圍內(nèi)，必須使用面積較小的單元子鏡。然而小面積單元子鏡大大增加了子鏡制造、安裝、調(diào)整和維護(hù)成本。因此使用大面積單元子鏡才是經(jīng)濟(jì)可行的，此時(shí)單元子鏡反射面就需要具有一定的曲面形狀，起到光線的匯聚作用，減小溢出損失。

反射鏡的曲面形狀復(fù)雜，需要根據(jù)定日鏡與吸熱塔目標(biāo)點(diǎn)距離確定，制造難度較大。傳統(tǒng)方法是人肉眼觀察反射鏡反射太陽光所形成的光斑形狀，人工調(diào)整反射鏡背部調(diào)整裝置使光斑聚集在一定范圍之內(nèi)，存在以下一些問題：此種方法效率低、產(chǎn)品一致性差。容易受到人工和天氣狀況的影響。使用傳統(tǒng)工裝進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法，存在工裝初期調(diào)整工作量大、精度保持性差、不利于生產(chǎn)自動(dòng)化等問題。而使用精加工、沖壓等工藝構(gòu)造反射鏡曲面的方法，又存在生產(chǎn)成本高、裝配精度要求高的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：針對(duì)傳統(tǒng)定日鏡反射鏡單元子鏡面形成型技術(shù)生產(chǎn)效率低、成本高、自動(dòng)化適應(yīng)性差的缺點(diǎn)，提供了一種定日鏡單元子鏡面形控制裝置及方法。

本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種定日鏡單元子鏡面形控制裝置，包括靠模、封蓋和抽真空裝置，以及用以在反射鏡背面固定成形后的反射鏡的支撐機(jī)構(gòu)，靠模具有一中空腔體，中空腔體一側(cè)面為弧面，另一側(cè)面為開口結(jié)構(gòu)，弧面面形和欲成形的反射鏡面形一致并能與反射鏡正面密閉貼合，且弧面上分布有若干連通中空腔體的真空孔，開口結(jié)構(gòu)由封蓋可拆卸密封，封蓋可拆卸連通抽真空裝置。

作為選擇，弧面與反射鏡接觸的表面為粗糙面。該方案中，弧面與反射鏡接觸的表面為適度粗糙面，減小裝置漏氣量的同時(shí)，利于子鏡成型后靠模與反射鏡的分離。

作為選擇，還包括沿弧面邊沿設(shè)置一圈的定位環(huán)。該方案中，定位環(huán)不僅可以起到反射鏡輔助定位的作用，還能夠減小吸附時(shí)的漏氣損失。

作為進(jìn)一步選擇，定位環(huán)沿弧面邊沿連續(xù)設(shè)置或間斷設(shè)置。該方案中，連續(xù)設(shè)置或間斷設(shè)置，連續(xù)布置更有利于裝置的氣密性，間斷布置的定位環(huán)既有利于反射鏡與靠模貼合時(shí)空氣的排除，又有利于設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)反射鏡的移除。

作為選擇，靠模開口結(jié)構(gòu)一側(cè)和封蓋對(duì)應(yīng)設(shè)有密封槽，靠模和封蓋通過嵌入密封槽的密封圈密封連接。

作為選擇，支撐機(jī)構(gòu)為支撐背板或者支架，支撐背板或者支架膠接或螺栓連接固定于反射鏡背面。該方案中，通過靠模預(yù)構(gòu)造反射鏡面形形狀，支撐背板或者支架使用粘結(jié)劑或者螺栓保持反射鏡面形，生產(chǎn)具有理想弧面形狀的定日鏡單元子鏡。

一種定日鏡單元子鏡面形控制方法，采用前述日鏡單元子鏡面形控制裝置，依次包括以下步驟：

1)根據(jù)定日鏡距離吸熱器目標(biāo)點(diǎn)距離以及光斑大小確定反射鏡所需弧面，從而確定并構(gòu)造靠模弧面，使得靠?；∶婷嫘魏陀尚蔚姆瓷溏R面形一致；

2)將靠模和封蓋密封連接，然后將反射鏡正面貼放在弧面上或者通過靠模直接去吸附反射鏡；

3)開啟抽真空裝置對(duì)靠模的中空腔體進(jìn)行抽氣，使真空孔和中空腔體中形成的負(fù)壓，將反射鏡和弧面吸合，從而對(duì)反射鏡鏡面進(jìn)行成形；

4)將支撐機(jī)構(gòu)固定在反射鏡背面使得反射鏡保持之前成形的弧面面形，解除真空孔和中空腔體中的負(fù)壓狀態(tài)，使反射鏡和靠模分離。

作為選擇，在支撐機(jī)構(gòu)上打粘膠劑，將打膠后的支撐機(jī)構(gòu)按壓在反射鏡背面，待粘膠劑達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度后，解除真空孔和中空腔體中的負(fù)壓狀態(tài)，使反射鏡和靠模分離。

作為選擇，反射鏡背面預(yù)埋多組螺栓，支撐機(jī)構(gòu)上相應(yīng)設(shè)有固定連接點(diǎn)，通過鎖緊螺母連接螺栓和固定連接點(diǎn)將支撐機(jī)構(gòu)緊固在反射鏡背面，調(diào)整反射鏡與支撐機(jī)構(gòu)各連接處之間的間距，來保持所構(gòu)造反射鏡面形，待調(diào)節(jié)緊固完成后，解除真空孔和中空腔體中的負(fù)壓狀態(tài)，使反射鏡和靠模分離。

作為選擇，反射鏡位置由定位環(huán)進(jìn)行限位。

前述本發(fā)明主方案及其各進(jìn)一步選擇方案可以自由組合以形成多個(gè)方案，均為本發(fā)明可采用并要求保護(hù)的方案；且本發(fā)明，(各非沖突選擇)選擇之間以及和其他選擇之間也可以自由組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員在了解本發(fā)明方案后根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和公知常識(shí)可明了有多種組合，均為本發(fā)明所要保護(hù)的技術(shù)方案，在此不做窮舉。

工作過程為：通過靠模弧面的自身曲面形狀來構(gòu)造反射鏡弧面的結(jié)構(gòu)形式，同時(shí)靠模通過真空吸附方式成形反射鏡面形。

本發(fā)明的有益效果：

1.本發(fā)明所述靠模加工方便、成型精度高，通過沖壓、鑄造和機(jī)加等方式能夠得到理想的弧面曲面形狀，靠模材料可以選用塑料、普通金屬等材料，制造成本低。

2.本發(fā)明所述靠模使用過程中面形精度保持性能好，由于反射鏡與靠模之間為面接觸，靠模使用磨損小、壽命長(zhǎng)，使用和維護(hù)成本低。

3.本發(fā)明所述方法使用靈活、操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品一致性好。

4.本發(fā)明所述方法輔助設(shè)備少、成本低，只需要配備機(jī)械手、真空泵等通用設(shè)備便可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。

附圖說明

圖1本發(fā)明的靠模的正面視角的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2本發(fā)明的靠模的背面視角的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2的局部放大圖；

圖4本發(fā)明的靠模用封蓋結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5本發(fā)明方法的方式一的裝配示意圖；

圖6本發(fā)明方法的方式二的裝配示意圖；

其中靠模1、弧面2、真空孔3、中空腔體4、定位環(huán)5、靠模密封槽6、連接孔7、連接孔8、進(jìn)氣口9、封蓋密封槽10、封蓋11、反射鏡12、支撐背板或者支架13、粘膠劑14、螺栓15、固定連接點(diǎn)17、鎖緊螺母18。

具體實(shí)施方式

下列非限制性實(shí)施例用于說明本發(fā)明。由于反射鏡理想曲面形狀近似平面，不宜觀察，為了更好的說明本發(fā)明，附圖對(duì)弧面形狀進(jìn)行了擴(kuò)大處理。

參考圖1至6所示，一種定日鏡單元子鏡面形控制裝置，包括靠模1、封蓋11和抽真空裝置，以及用以在反射鏡12背面固定成形后的反射鏡12的支撐機(jī)構(gòu)，支撐機(jī)構(gòu)優(yōu)選為支撐背板或者支架13，支撐背板或者支架13膠接或螺栓連接固定于反射鏡12背面?？磕?具有一中空腔體4，中空腔體4一側(cè)面為弧面2，另一側(cè)面為開口結(jié)構(gòu)，弧面2面形和欲成形的反射鏡12面形一致并能與反射鏡12正面密閉貼合，且弧面2上分布有若干連通中空腔體4的真空孔3，開口結(jié)構(gòu)由封蓋11可拆卸密封，封蓋11可拆卸連通抽真空裝置。靠模1需要必要的封蓋11來形成封閉的真空腔。中空腔體4體積在滿足吸附要求以及提供一定漏氣余量的情況下，盡量的小。真空孔3的大小和數(shù)量由反射鏡12面積、面形精度要求確定?；∶?形狀由定日鏡距離吸熱器目標(biāo)點(diǎn)距離以及光斑大小確定?；∶?與反射鏡12接觸的表面為粗糙面，利于子鏡成型后靠模與反射鏡的分離，但所述粗糙面粗糙度不宜過大，減小吸附時(shí)的漏氣損失。沿弧面2邊沿還設(shè)置有一圈的定位環(huán)5，定位環(huán)5呈擴(kuò)口形狀，可連續(xù)或者間斷布置。定位環(huán)5不僅可以起到反射鏡12輔助定位的作用，還能夠減小吸附時(shí)的漏氣損失?？磕?開口結(jié)構(gòu)一側(cè)和封蓋11對(duì)應(yīng)設(shè)有靠模密封槽6和封蓋密封槽10，靠模1和封蓋11通過嵌入密封槽的密封圈密封連接，靠模1與封蓋11上對(duì)應(yīng)設(shè)有連接孔7，靠模1與封蓋11使用穿過連接孔7的螺栓連接。

一種定日鏡單元子鏡面形控制方法，采用前述日鏡單元子鏡面形控制裝置，依次包括以下步驟：

1)根據(jù)定日鏡距離吸熱器目標(biāo)點(diǎn)距離以及光斑大小確定反射鏡12所需弧面，從而確定并通過沖壓、鑄造和機(jī)加等方式構(gòu)造靠?；∶?，使得靠模1弧面2面形和欲成形的反射鏡12面形一致；

2)將靠模1和封蓋11密封連接，然后將反射鏡12正面貼放在弧面2上或者通過靠模1直接去吸附反射鏡12，反射鏡12位置由定位環(huán)5進(jìn)行限位；

3)開啟抽真空裝置(例如真空泵)對(duì)靠模1的中空腔體4進(jìn)行抽氣，使真空孔3和中空腔體4中形成的負(fù)壓，將反射鏡12和弧面2吸合，從而對(duì)反射鏡12鏡面進(jìn)行成形；

4)將支撐機(jī)構(gòu)(支撐背板或者支架13)固定在反射鏡12背面使得反射鏡12保持之前成形的弧面面形，解除真空孔3和中空腔體4中的負(fù)壓狀態(tài)，使反射鏡12和靠模1分離，具體而言，優(yōu)選采用以下兩種方式：

方式一，參考圖5所示：在支撐背板或者支架13上打粘膠劑14，將打膠后的支撐背板或者支架13按壓在反射鏡12背面，待粘膠劑14達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度后，解除真空孔3和中空腔體4中的負(fù)壓狀態(tài)，使反射鏡12和靠模1分離。從而制造出具有理想弧面形狀的定日鏡單元子鏡。

方式二，參考圖6所示：反射鏡12背面預(yù)埋多組螺栓15，支撐背板或者支架13上相應(yīng)設(shè)有固定連接點(diǎn)17，通過鎖緊螺母18連接螺栓15和固定連接點(diǎn)17將支撐背板或者支架13緊固在反射鏡12背面，調(diào)整反射鏡12與支撐背板或者支架13各連接處之間的間距，來保持所構(gòu)造反射鏡12面形，待調(diào)節(jié)緊固完成后，解除真空孔3和中空腔體4中的負(fù)壓狀態(tài)，使反射鏡12和靠模1分離。從而制造出具有理想弧面形狀的定日鏡單元子鏡。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。