專利名稱：線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽能聚光集熱系統(tǒng)，尤其是涉及一種線式吸熱管和塔式光 跟蹤鏡場相結(jié)合的線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
太陽能熱發(fā)電技術(shù)是利用大規(guī)模陣列拋物或碟形鏡面收集太陽熱能，通過換熱裝 置提供蒸汽，結(jié)合傳統(tǒng)汽輪發(fā)電機(jī)的工藝，從而達(dá)到發(fā)電的目的。采用太陽能熱發(fā)電技術(shù)， 避免了昂貴的硅晶光電轉(zhuǎn)換工藝，可以大大降低太陽能發(fā)電的成本。而且，這種形式的太陽 能利用還有一個(gè)其他形式的太陽能轉(zhuǎn)換所無法比擬的優(yōu)勢，即所收集的太陽能可以儲(chǔ)存在 巨大的儲(chǔ)熱容器中，在太陽落山后幾個(gè)小時(shí)仍然能夠帶動(dòng)汽輪發(fā)電。一般情況下，太陽能熱發(fā)電形式主要有槽式，塔式，碟式三種系統(tǒng)，而規(guī)?；奶?陽能熱發(fā)電形式主要有槽式，塔式兩種。槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)全稱為槽式拋物面反射鏡太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，是將多個(gè)槽 型拋物面聚光集熱器經(jīng)過串并聯(lián)的排列，加熱工質(zhì)，產(chǎn)生高溫蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā) 電。如專利號(hào)為ZL200710065697. 0的發(fā)明專利就公開了一種槽式聚光太陽能熱電聯(lián)供復(fù) 合系統(tǒng)，該系統(tǒng)由置于旋轉(zhuǎn)軸上的太陽聚光反射鏡面、供熱水箱、通過管道與供熱水箱連接 的循環(huán)水泵、與管道一端連接的熱電復(fù)合接收器、從熱電復(fù)合接收器輸出電能的電極、由 太陽輻射出來的太陽光線、支撐熱電復(fù)合接收器于地面支撐架上的連接桿、帶動(dòng)太陽聚光 反射鏡面轉(zhuǎn)動(dòng)并固定于地面支撐架上的旋轉(zhuǎn)軸組成。具有這種結(jié)構(gòu)的槽式拋物面反射鏡 太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，聚光比較小，太陽方位角損失較大，發(fā)電效率低。太陽能塔式發(fā)電是應(yīng)用的塔式系統(tǒng)。塔式系統(tǒng)又稱集中式系統(tǒng)。它是在很大面積 的場地上裝有許多臺(tái)大型太陽能反射鏡，通常稱為定日鏡，每臺(tái)都各自配有跟蹤機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確 的將太陽光反射集中到一個(gè)高塔頂部的接受器上。接受器上的聚光倍率可超過1000倍。在 這里把吸收的太陽光能轉(zhuǎn)化成熱能，再將熱能傳給工質(zhì)，經(jīng)過蓄熱環(huán)節(jié)，再輸入熱動(dòng)力機(jī)， 膨脹做工，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，最后以電能的形式輸出。主要由聚光子系統(tǒng)、集熱子系統(tǒng)、蓄熱子系 統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)等部分組成。如申請(qǐng)?zhí)枮?00710175970. 5的發(fā)明專利申請(qǐng)就公開了一種帶 有雙級(jí)蓄熱的塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)至少包括光熱轉(zhuǎn)換子系統(tǒng)、雙級(jí)蓄熱子系統(tǒng) 和動(dòng)力子系統(tǒng)。具有這種結(jié)構(gòu)的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，聚光比較大，集熱器的材料成本高，不 方便進(jìn)行一次熱功轉(zhuǎn)換。太陽能碟式發(fā)電也稱盤式系統(tǒng)。主要特征是采用盤狀拋物面聚光集熱器，其結(jié)構(gòu) 從外形上看類似于大型拋物面雷達(dá)天線。由于盤狀拋物面鏡是一種點(diǎn)聚焦集熱器，其聚光 比可以高達(dá)數(shù)百到數(shù)千倍，因而可產(chǎn)生非常高的溫度。但是這種碟式太陽能發(fā)電系統(tǒng)屬于 小型系統(tǒng)，不易于大型化。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種線式吸熱管和塔式光跟
3蹤鏡場相結(jié)合、集熱效率高、可大型使用的線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)。為解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本實(shí)用新型采用了如下的技術(shù)方案系統(tǒng)包括集熱塔 基以及設(shè)置在集熱塔基上的集熱器，在所述集熱塔基的一側(cè)設(shè)置至少一個(gè)左定日鏡場，在 所述集熱塔基的另一側(cè)設(shè)置至少一個(gè)右定日鏡場，所述集熱器包括至少一個(gè)裝有熱傳輸工 質(zhì)的吸熱管，所述吸熱管通過輸送儲(chǔ)熱工質(zhì)的管道及設(shè)置在所述管道上的循環(huán)水泵與儲(chǔ)熱 裝置相連接。進(jìn)一步，所述集熱器上下兩端沿其垂直軸線分別設(shè)置鏡面均朝向集熱器方向的左 上反射鏡、右上反射鏡和左下反射鏡及右下反射鏡。進(jìn)一步，所述左上反射鏡和右上反射鏡與水平方向的仰角均為30° 60°。進(jìn)一步，所述左下反射鏡和右下反射鏡與水平方向的傾角均為10° 40°。進(jìn)一步，所述吸熱管通過輸送其產(chǎn)生的高溫蒸汽的管道與汽輪發(fā)電機(jī)相連接。進(jìn)一步，所述吸熱管內(nèi)的熱傳輸工質(zhì)為水。本實(shí)用新型線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是1)采用線式吸熱管和塔式光跟蹤定日鏡場相結(jié)合，因此系統(tǒng)兼容了槽式線聚光的 特點(diǎn)又具備了塔式合適的高聚光度，從而大大提高了光場效率；2)吸熱管的上下兩端設(shè)置鏡面朝向吸熱管的左上反射鏡、右上反射鏡和左下反射 鏡及右下反射鏡，當(dāng)入射光經(jīng)過一次反射偏離吸熱管時(shí)則會(huì)落在左上反射鏡或右上反射鏡 或左下反射鏡或右下反射鏡上，然后被二次反射至吸熱管上，減少了光能源損失，提高了系 統(tǒng)的集熱效率；3)由于吸熱管內(nèi)的熱傳輸工質(zhì)為水，水的單位體積熱流密度較大，價(jià)廉、無毒、化 學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，過熱蒸汽工作溫度可達(dá)600°C，熱電效率可超過45%，可方便進(jìn)行一次熱功轉(zhuǎn) 換，大幅降低換熱投資，儲(chǔ)熱裝置也可相應(yīng)較小，因此可作超大型化設(shè)計(jì)。綜上所述，本實(shí)用新型線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)采用線式吸熱管和塔式光跟蹤 定日鏡場相結(jié)合，集熱效率高、成本低、可滿足超大型化太陽能熱發(fā)電設(shè)備的供熱需求。

圖1為本實(shí)用新型線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖。圖2為本實(shí)用新型線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)的光場示意圖。圖3為圖2中集熱器的結(jié)構(gòu)放大圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1所示，本實(shí)用新型線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)包括集熱塔基1，在集熱塔基 1的左側(cè)設(shè)置一個(gè)左定日鏡場21、右側(cè)設(shè)置一個(gè)右定日鏡場22，在集熱塔基的上端設(shè)置有 集熱器3，集熱器3通過管道4及循環(huán)水泵5與儲(chǔ)熱裝置6相連接。如圖3所示，在本實(shí)施例中，集熱器3包括自上而下水平擺放在框形支架31內(nèi)的 吸熱管301、吸熱管302、吸熱管303和吸熱管304，框形支架31內(nèi)設(shè)有支撐吸熱管301的工 字型支撐橫梁311，吸熱管301與其支撐橫梁311之間的兩端各設(shè)置一組滑動(dòng)支撐輪312， 吸熱管302、吸熱管303和吸熱管304在框性支架31內(nèi)的結(jié)構(gòu)和吸熱管301的相同。
4[0025]如圖2、圖3所示，在吸熱管301的上端沿其垂直軸線分別設(shè)置鏡面均朝向吸熱管 301方向的左上反射鏡71和右上反射鏡72，在吸熱管304的下端沿其垂直軸線分別設(shè)置鏡 面均朝向吸熱管304方向的左下反射鏡73及右下反射鏡74，為了取得較高的反射率，在本 實(shí)施例中，所述左上反射鏡71和右上反射鏡72與水平方向的仰角均為30° 60°，所述 左下反射鏡73和右下反射鏡74與水平方向的傾角均為10° 40°。在本實(shí)施例中，所述左定日鏡場21和右定日鏡場22均配有光跟蹤機(jī)構(gòu)，能夠全自 動(dòng)跟蹤太陽軌跡運(yùn)動(dòng)，使反射光盡可能多地照射到吸熱管301和/或吸熱管302和/或吸 熱管303和/或吸熱管304上，提高系統(tǒng)的集熱效率。在本實(shí)施例中，所述吸熱管301、吸熱管302、吸熱管303和吸熱管304均以水作為 熱傳輸工質(zhì)，水的單位體積熱流密度較大，價(jià)廉、無毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，過熱蒸汽工作溫度可 達(dá)600°C，熱電效率可超過45%，過熱蒸汽可直接輸送給汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行一次熱功轉(zhuǎn)換，大 幅降低換熱投資，儲(chǔ)熱裝置也可相應(yīng)較小，因此可作超大型化設(shè)計(jì)。如圖2所示，本實(shí)用新型線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)的光路傳輸過程是左定日 鏡場21和右定日鏡場22自動(dòng)跟蹤太陽軌跡運(yùn)動(dòng)，并將輻射到定日鏡表面的太陽光反射到 集熱器3，在定日鏡進(jìn)行光反射的過程中，一部分光直接反射到吸熱管301和/或吸熱管 302和/或吸熱管303和/或吸熱管304 ；另一部分光反射到吸熱管301上端兩側(cè)的左上反 射鏡71和右上反射鏡72，由于左上反射鏡71和右上反射鏡72的鏡面均朝向吸熱管301 的方向并且與水平方向的仰角均為30° 60°，因此反射到左上反射鏡71和右上反射鏡 72的光會(huì)再次反射到吸熱管301和/或吸熱管302和/或吸熱管303和/或吸熱管304 上；還有一部分光反射到吸熱管304下端的左下反射鏡73和右下反射鏡74，由于左下反射 鏡73和右下反射鏡74鏡面均朝向吸熱管304的方向并且與水平方向的傾角均為10° 40°，因此反射到左下反射鏡73和右下反射鏡74的光會(huì)再次反射到吸熱管301和/或吸熱 管302和/或吸熱管303和/或吸熱管304上，從而保證了集熱器3的最大集熱效率。集 熱器3吸收太陽的能量，使吸熱管301、吸熱管302、吸熱管303和吸熱管304內(nèi)的水不斷加 熱，然后將太陽輻射能量轉(zhuǎn)化為熱能，循環(huán)水泵5通過輸送儲(chǔ)熱工質(zhì)的管道4將熱量輸送到 儲(chǔ)熱裝置儲(chǔ)存起來，同時(shí)吸熱管301、吸熱管302、吸熱管303和吸熱管304所產(chǎn)生的過熱蒸 汽輸送給汽輪發(fā)電機(jī)(圖中未示)發(fā)電實(shí)現(xiàn)一次熱功轉(zhuǎn)換。總之，本實(shí)用新型的實(shí)施例公布的是其較佳的實(shí)施方式，但并不限于此。本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員極易根據(jù)上述實(shí)施例，領(lǐng)會(huì)本實(shí)用新型的精神，并做出不同的引申和變化，但 只要不脫離本實(shí)用新型的精神，都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)，包括集熱塔基以及設(shè)置在集熱塔基上的集熱器，在所述集熱塔基的一側(cè)設(shè)置至少一個(gè)左定日鏡場，在所述集熱塔基的另一側(cè)設(shè)置至少一個(gè)右定日鏡場，其特征在于，所述集熱器包括至少一個(gè)裝有熱傳輸工質(zhì)的吸熱管，所述吸熱管通過輸送儲(chǔ)熱工質(zhì)的管道及設(shè)置在所述管道上的循環(huán)水泵與儲(chǔ)熱裝置相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)，其特征在于，所述集熱器上下 兩端沿其垂直軸線分別設(shè)置鏡面均朝向集熱器方向的左上反射鏡、右上反射鏡和左下反射 鏡及右下反射鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)，其特征在于，所述左上反射鏡 和右上反射鏡與水平方向的仰角均為30° 60°。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)，其特征在于，所述左下反射鏡 和右下反射鏡與水平方向的傾角均為10° 40°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一權(quán)利要求所述的線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)，其特征在于， 所述吸熱管通過輸送其產(chǎn)生的高溫蒸汽的管道與汽輪發(fā)電機(jī)相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)，其特征在于，所述吸熱管內(nèi)的 熱傳輸工質(zhì)為水。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)，包括集熱塔基以及設(shè)置在集熱塔基上的集熱器，在集熱塔基的一側(cè)設(shè)置至少一個(gè)左定日鏡場，在集熱塔基的另一側(cè)設(shè)置至少一個(gè)右定日鏡場，集熱器包括至少一個(gè)裝有熱傳輸工質(zhì)的吸熱管，吸熱管通過輸送儲(chǔ)熱工質(zhì)的管道及設(shè)置在管道上的循環(huán)水泵與儲(chǔ)熱裝置相連接。本實(shí)用新型線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)采用線式吸熱管和塔式光跟蹤定日鏡場相結(jié)合，集熱效率高、成本低、可滿足超大型化太陽能熱發(fā)電設(shè)備的供熱需求。
文檔編號(hào)F24J2/34GK201740267SQ201020290490
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月13日
發(fā)明者李應(yīng)鵬 申請(qǐng)人:李應(yīng)鵬