專利名稱：空間桁架式槽型太陽(yáng)熱發(fā)電集熱器元件支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于槽式聚光太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種空間桁架式槽型太陽(yáng)熱發(fā)電集熱器元件支架。
背景技術(shù)：
聚光太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)(CSP)按聚光形式不同可分為槽式、塔式和碟式等三種主要技術(shù)。三種技術(shù)比較之下，槽式熱發(fā)電技術(shù)最成熟。槽式聚光太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)(CSP) 技術(shù)在美國(guó)和西班牙太陽(yáng)能熱發(fā)電應(yīng)用的比較多，上世紀(jì)80年代美國(guó)已裝機(jī)354MW，至今已有25年商業(yè)化運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。截止到2009年3月，美國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電已經(jīng)投入商業(yè)運(yùn)行的有419MW，全部為槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)。這充分證明槽式熱發(fā)電技術(shù)仍是當(dāng)前以及今后國(guó)內(nèi)外一段時(shí)間內(nèi)新能源發(fā)電市場(chǎng)的主流方向。空間桁架式槽型太陽(yáng)熱發(fā)電集熱器元件支架裝置是槽式聚光太陽(yáng)能熱發(fā)電集熱場(chǎng)核心設(shè)備部件之一。目前，國(guó)外槽式集熱器元件支架裝置技術(shù)較為成熟，質(zhì)量較好，但是成本太高，投入太大，不適合在國(guó)內(nèi)大規(guī)模引進(jìn)推廣。國(guó)內(nèi)槽式集熱器元件支架裝置制造技術(shù)還處在是剛剛起步階段，雖然槽式集熱器元件支架裝置國(guó)內(nèi)沒有制造業(yè)績(jī)，從其制造工藝本身分析應(yīng)該說國(guó)內(nèi)機(jī)械行業(yè)完全有能力做好，但主要是沒有其制造工藝設(shè)計(jì)方案及方法標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在有些國(guó)內(nèi)機(jī)械行業(yè)小型企業(yè)在制造用于槽式集熱器元件支架裝置時(shí)，多數(shù)是依靠人工控制完成制作工藝，尚未形成相關(guān)規(guī)模及生產(chǎn)工藝流水線，國(guó)內(nèi)制造技術(shù)也沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)， 導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量低下，影響到槽式反光鏡面光學(xué)效率等等。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服我國(guó)生產(chǎn)制造槽式集熱器單元支架裝置的制作技術(shù)瓶頸，設(shè)計(jì)一種可穩(wěn)定支撐太陽(yáng)能集熱器元件，并能帶動(dòng)太陽(yáng)能集熱器元件跟隨太陽(yáng)光旋轉(zhuǎn)的太陽(yáng)能集熱器元件支架。( 二 )技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種空間桁架式槽型太陽(yáng)能發(fā)電集熱器元件支架，該支架包括空間桁架、轉(zhuǎn)動(dòng)軸組件、軸承組件和兩個(gè)η形支腿構(gòu)件；所述軸承組件安裝在兩個(gè)η形支腿構(gòu)件的頂部；所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸組件安裝在空間桁架的兩端，轉(zhuǎn)動(dòng)軸組件安裝在軸承組件上，使空間桁架架設(shè)在兩個(gè)η形支腿構(gòu)件之間并可繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸組件轉(zhuǎn)動(dòng)；沿所述空間桁架長(zhǎng)的方向，有η個(gè)雙翼架固定在空間桁架上，η不小于2。其中，空間桁架通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸組件架設(shè)在兩個(gè)π形支腿構(gòu)件之間，空間桁架有4根橫梁，沿橫梁方向有η+2個(gè)固定結(jié)構(gòu)；中間η個(gè)固定結(jié)構(gòu)與雙翼架位置對(duì)應(yīng)，處于垂直于橫梁的平面，另外2個(gè)固定結(jié)構(gòu)位于空間桁架的兩端；每個(gè)固定結(jié)構(gòu)包括4根邊框管2組成的矩形框，2根斜管交叉連接矩形框的對(duì)角，4根橫梁處于矩形框的4個(gè)角位置；在橫梁長(zhǎng)的方向，相鄰2根橫梁之間有2 (n-1)根桁架加強(qiáng)筋，桁架加強(qiáng)筋以鋸齒狀排列，鋸齒轉(zhuǎn)折處為固定結(jié)構(gòu)所在位置。其中，轉(zhuǎn)動(dòng)軸組件包括底板和轉(zhuǎn)動(dòng)軸，所述底板固定在空間桁架的兩端；所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定在底板上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸由軸承組件中的軸承支撐。其中，π形支腿構(gòu)件固定在地面上，包括主骨架和支腿構(gòu)件加強(qiáng)筋；所述主骨架包括4根立柱和架設(shè)在立柱頂端的骨架橫梁，主骨架呈下寬上窄的錐形結(jié)構(gòu)；骨架橫梁上設(shè)有軸承組件安裝板。其中，支腿構(gòu)件加強(qiáng)筋設(shè)置在相鄰的連根立柱之間，從下至上呈鋸齒狀排列，相鄰兩根支腿構(gòu)件加強(qiáng)筋之間的夾角為60度。其中，雙翼架包括安裝在空間桁架水平截面兩側(cè)的具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的兩個(gè)翼架，所述翼架由6根型材組成，第一型材、第二型材與固定結(jié)構(gòu)的側(cè)邊框管組成三角形結(jié)構(gòu)，第三型材、第四型材與第二型材在第二型材的上方組成三角形結(jié)構(gòu)，第五型材、第六型材與第四型材在第四型材的外側(cè)組成三角形結(jié)構(gòu)。(三)有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明空間桁架式槽型太陽(yáng)熱發(fā)電集熱器元件支架裝置技術(shù)方案具備如下有益效果1)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用材料少，制造加工成本降低，總重降低大約11%。2)優(yōu)化的設(shè)計(jì)可以使組合集熱器元件支架裝置延伸的距離達(dá)到160米。減少了集熱器元件支架裝置的總數(shù)，使總成本和熱損耗降低。3)大部分的結(jié)構(gòu)化部件為預(yù)制件，系列化流水線生產(chǎn)，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，方便了包裝、運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)組裝安裝等。4)空間框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是基于實(shí)現(xiàn)高抗熱性、高耐風(fēng)荷載作用，防腐、防磨性能提高，壽命可達(dá)20-30年。5)形變小，一般在形變僅幾毫米，保證了工作期間集熱器的光學(xué)性能。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例側(cè)視圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例主視圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例雙翼架所處截面視圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例π形支腿構(gòu)件結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例軸承組件結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1 空間桁架；2 轉(zhuǎn)動(dòng)軸組件；3 軸承組件；4 π形支腿構(gòu)件；5 橫梁；6 邊框管；7 斜管；8 桁架加強(qiáng)筋；9 底板；10 轉(zhuǎn)動(dòng)軸；11 支腿構(gòu)件加強(qiáng)筋；12 立柱；13 骨架橫梁；14 軸承組件安裝板；15 第一型材；16 第二型材；17 第三型材；18 第四型材； 19 第五型材；20 第六型材；21 軸承；22 水平支撐件；23 =T型螺栓及連接件；24 墊板； 25:翼架。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。本實(shí)施例中各橫梁5、立柱12、加強(qiáng)筋等均采用Q235-B鋼制作。鋼材需進(jìn)行補(bǔ)充檢驗(yàn)，要求含碳量不大于0. 22%或者通過焊接試驗(yàn)，以保證可焊性合格。本實(shí)施例中固定用螺栓均采用普通C級(jí)螺栓。橫梁5為4根9000 14000mm長(zhǎng)的方鋼管，4根橫梁5通過16個(gè)固定結(jié)構(gòu)固定在一起，每個(gè)固定結(jié)構(gòu)中2根700mm長(zhǎng)的方鋼管豎向連接相鄰的兩根橫梁5、2根IOOOmm長(zhǎng)的方鋼管橫向連接相鄰的兩根橫梁5組成一矩形框結(jié)構(gòu)，4根橫梁5分別位于矩形框的4個(gè)角上，2根1300mm長(zhǎng)的方鋼管交叉連接矩形框?qū)堑牡膬筛鶛M梁5。相鄰2根橫梁5之間有15根桁架加強(qiáng)筋8，桁架加強(qiáng)筋8以鋸齒狀排列，鋸齒轉(zhuǎn)折處為固定結(jié)構(gòu)所在位置，其中，在橫向相鄰2根橫梁5及相鄰兩固定結(jié)構(gòu)之間的桁架加強(qiáng)筋 8為1300mm長(zhǎng)的方鋼管，上下各13根，共沈根；在橫向相鄰2根橫梁5之間兩端的桁架加強(qiáng)筋8為1150mm長(zhǎng)的方鋼管，上下各2根，共4根。在豎向相鄰2根橫梁5及相鄰兩固定結(jié)構(gòu)之間的桁架加強(qiáng)筋8為IOOOmm長(zhǎng)的方鋼管，左右各13根，共沈根；在豎向相鄰2根橫梁5之間兩端的桁架加強(qiáng)筋8為800mm長(zhǎng)的方鋼管，上下各2根，共4根；兩端的桁架加強(qiáng)筋8還各固定有與之交叉的輔助加強(qiáng)筋21，輔助加強(qiáng)筋21為800mm長(zhǎng)的方鋼管，共4根。在空間桁架水平截面兩側(cè)安裝10 14個(gè)雙翼架，每個(gè)雙翼架包括具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的兩個(gè)翼架25，翼架25由6根型材組成，第一型材15、第二型材16與固定結(jié)構(gòu)的側(cè)邊框管組成三角形結(jié)構(gòu)，第一型材15與側(cè)邊框的夾角為61°，第二型材16與側(cè)邊框的夾角為 83° ；第三型材17、第四型材18與第二型材16在第二型材16的上方組成三角形結(jié)構(gòu)，第三型材17與第二型材16之間的夾角為25°，第四型材18與第二型材16之間的夾角為59° ； 第五型材19、第六型材20與第四型材18在第四型材18的外側(cè)組成三角形結(jié)構(gòu)，第五型材19與第四型材18之間的夾角為59°，第六型材20與第四型材18之間的夾角為99°。 10 14個(gè)雙翼架結(jié)構(gòu)沿著空間桁架均勻分布，兩端的雙翼架結(jié)構(gòu)距空間桁架的兩端200 400mm。上述雙翼架各型材之間的角度可根據(jù)穩(wěn)定性需要在小范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整?？臻g桁架1的兩端有轉(zhuǎn)動(dòng)軸組件2，轉(zhuǎn)動(dòng)軸組件2中的底板9由內(nèi)底板和外底板組成；內(nèi)底板是一塊厚度為22 52mm的長(zhǎng)方形鋼板，該長(zhǎng)方形鋼板固定在空間桁架1的兩端。長(zhǎng)度為450 750mm的Φ 100 250mm的圓形空心軸固定在外底板上，外底板是一塊厚度為22 52mm的方形鋼板。內(nèi)底板和外底板焊接在一起。兩個(gè)π形支腿構(gòu)件4相對(duì)設(shè)立，π形支腿構(gòu)件4固定在地面上。π形支腿構(gòu)件 4的主骨架包括2根立柱12和架設(shè)在立柱頂端的骨架橫梁13。立柱12為長(zhǎng)度為2500 4500mm的槽鋼，骨架橫梁13為長(zhǎng)度為200 350mm的槽鋼。主骨架呈下寬上窄的錐形結(jié)構(gòu)，η形支架立柱12最下邊間距為700 1200mm。在骨架橫梁13上安裝有一塊厚度為 15 30mm厚的方形鋼板作為軸承組件安裝板14。在相鄰的連根立柱12之間，焊接有從下至上呈鋸齒狀排列的支腿構(gòu)件加強(qiáng)筋11， 相鄰兩根支腿構(gòu)件加強(qiáng)筋11之間的夾角為60度。支腿構(gòu)件加強(qiáng)筋11均為方鋼桿件。在骨架橫梁13的下方有水平支撐件22，水平支撐件22是長(zhǎng)為250 400mm連接兩立柱的方鋼。在骨架橫梁13和水平支撐件22之間設(shè)置2根長(zhǎng)為250 450mm的方鋼將交叉連接主骨架的兩根立柱12。
本實(shí)施例中軸承組件中的軸承為Dmoo 250mm軸承21，按SKF軸承配置，用于實(shí)現(xiàn)單元支架支撐并旋轉(zhuǎn)，共兩件，分別安裝在兩個(gè)η形支腿構(gòu)件的軸承組件安裝板上。厚度為10 20mm厚的方形鋼墊板M安裝在軸承組件安裝板14上，使用八件M30的T型螺栓及連接件23將DmOO 250_SKF軸承21固定在墊板M上。上述實(shí)施例中各橫梁、立柱、加強(qiáng)筋等還可選用Q235-C鋼制作。鋼結(jié)構(gòu)在除銹前應(yīng)進(jìn)行表面處理，清除毛刺、焊渣、飛濺物、積塵、疏松氧化鐵皮以及涂層物等。部分鋼結(jié)構(gòu)在利用時(shí)必須對(duì)表面進(jìn)行處理，采用機(jī)械方式徹底清除疏松氧化鐵皮以及涂層物等，要求參除銹等級(jí)M2，對(duì)于原有鋼梁連接節(jié)點(diǎn)，則保留IOOmm以免切除時(shí)損傷原結(jié)構(gòu)。鋼構(gòu)件及埋件外露部分按下表進(jìn)行涂刷油漆
權(quán)利要求
1.空間桁架式槽型太陽(yáng)能發(fā)電集熱器元件支架，其特征在于，包括空間桁架(1)、轉(zhuǎn)動(dòng)軸組件O)、軸承組件( 和兩個(gè)JI形支腿構(gòu)件(4)；所述軸承組件( 安裝在兩個(gè)π形支腿構(gòu)件⑷的頂部；所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸組件⑵安裝在空間桁架⑴的兩端，轉(zhuǎn)動(dòng)軸組件⑵安裝在軸承組件( 上，使空間桁架(1)架設(shè)在兩個(gè)η形支腿構(gòu)件(4)之間并可繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸組件(2)轉(zhuǎn)動(dòng)；沿所述空間桁架(1)長(zhǎng)的方向，有η組雙翼架固定在空間桁架(1)上，η不小于2。
2.如權(quán)利要求1所述的空間桁架式槽型太陽(yáng)能發(fā)電集熱器元件支架，其特征在于，所述空間桁架⑴通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸組件⑵架設(shè)在兩個(gè)η形支腿構(gòu)件⑷之間，空間桁架⑴有 4根橫梁(5)，沿橫梁(5)方向有η+2個(gè)固定結(jié)構(gòu)；中間η個(gè)固定結(jié)構(gòu)與雙翼架位置對(duì)應(yīng)，處于垂直于橫梁(5)的平面，另外2個(gè)固定結(jié)構(gòu)位于空間桁架(1)的兩端；每個(gè)固定結(jié)構(gòu)包括 4根邊框管(6)組成的矩形框，2根斜管(7)交叉連接矩形框的對(duì)角，4根橫梁( 處于矩形框的4個(gè)角位置；在橫梁(5)長(zhǎng)的方向，相鄰2根橫梁(5)之間有2(n-l)根桁架加強(qiáng)筋 (8)，桁架加強(qiáng)筋(8)以鋸齒狀排列，鋸齒轉(zhuǎn)折處為固定結(jié)構(gòu)所在位置。
3.如權(quán)利要求1所述的空間桁架式槽型太陽(yáng)能發(fā)電集熱器元件支架，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸組件⑵包括底板(9)和轉(zhuǎn)動(dòng)軸(10)，所述底板(9)固定在空間桁架⑴的兩端； 所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸(10)固定在底板上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸(10)由軸承組件中的軸承支撐。
4.如權(quán)利要求1所述的空間桁架式槽型太陽(yáng)能發(fā)電集熱器元件支架，其特征在于，所述η形支腿構(gòu)件固定在地面上，包括主骨架和支腿構(gòu)件加強(qiáng)筋(11)；所述主骨架包括 2根立柱(1 和架設(shè)在立柱(1 頂端的骨架橫梁(13)，主骨架呈下寬上窄的錐形結(jié)構(gòu)；骨架橫梁(1 上設(shè)有軸承組件安裝板(14)。
5.如權(quán)利要求4所述的空間桁架式槽型太陽(yáng)能發(fā)電集熱器元件支架，其特征在于，所述η形支腿構(gòu)件加強(qiáng)筋(11)設(shè)置在相鄰的兩根立柱(1 之間，從下至上呈鋸齒狀排列， 相鄰兩根支腿構(gòu)件加強(qiáng)筋(11)之間的夾角為60度。
6.如權(quán)利要求1所述的空間桁架式槽型太陽(yáng)能發(fā)電集熱器元件支架，其特征在于，所述雙翼架包括安裝在空間桁架水平截面兩側(cè)的具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的兩個(gè)翼架(25)，所述翼架 (12)由6根型材組成，第一型材(15)、第二型材(16)與固定結(jié)構(gòu)的側(cè)邊框管組成三角形結(jié)構(gòu)，第三型材(17)、第四型材(18)與第二型(16)材在第二型材(16)的上方組成三角形結(jié)構(gòu)，第五型材(19)、第六型材00)與第四型材(18)在第四型材(18)的外側(cè)組成三角形結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求6所述的空間桁架式槽型太陽(yáng)能發(fā)電集熱器元件支架，其特征在于，第一型材(15)與側(cè)邊框的夾角為61°，第二型材(16)與側(cè)邊框的夾角為83° ；第三型材 (17)、第四型材(18)與第二型材(16)在第二型材(16)的上方組成三角形結(jié)構(gòu)，第三型材 (17)與第二型材(16)之間的夾角為25°，第四型材(18)與第二型材(16)之間的夾角為 59° ；第五型材(19)、第六型材00)與第四型材(18)在第四型材(18)的外側(cè)組成三角形結(jié)構(gòu)，第五型材(19)與第四型材(18)之間的夾角為59°，第六型材OO)與第四型材(18) 之間的夾角為99°。
8.如權(quán)利要求1所述的空間桁架式槽型太陽(yáng)能發(fā)電集熱器元件支架，其特征在于，所述空間桁架(1)的長(zhǎng)度為900 1400mm，所述雙翼架的數(shù)量η為10 14。
全文摘要
本發(fā)明屬于槽式聚光太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種空間桁架式槽型太陽(yáng)熱發(fā)電集熱器元件支架。該支架包括空間桁架、轉(zhuǎn)動(dòng)軸組件、軸承組件和π形支腿構(gòu)件；所述軸承組件安裝在兩個(gè)π形支腿構(gòu)件的頂部；所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸組件安裝在空間桁架的兩端，轉(zhuǎn)動(dòng)軸組件安裝在軸承組件上，使空間桁架架設(shè)在兩個(gè)π形支腿構(gòu)件之間并可繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸組件轉(zhuǎn)動(dòng)；沿所述空間桁架長(zhǎng)的方向，有n組雙翼架固定在空間桁架上。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大幅降低了制造成本；大部分機(jī)構(gòu)化部件可采用預(yù)制件，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝；強(qiáng)度高，可保證工作期間集熱器的光學(xué)性能。
文檔編號(hào)F24J2/54GK102297537SQ201110216658
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者李昌偉, 李雅菲, 邵玉梅 申請(qǐng)人:國(guó)電龍?jiān)措娏夹g(shù)工程有限責(zé)任公司