[发明专利]非真空太阳能高温塔式集热器

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能高温热利用技术领域，特别涉及一种非真空太阳能高温塔式集热器。

背景技术

在太阳能的热利用中，关键是将太阳的辐射能转换为热能。由于太阳能比较分散，必须设法把它集中起来，所以，集热器是各种利用太阳能装置的关键部分。目前，太阳能高温热利用领域在我国还处于起步阶段，普通非真空太阳能管式集热器及其组件在高温状态下普遍存在发射率高、吸收率低，整体热效率低的缺点，无法适应当今社会高速发展的要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足之处，提供一种非真空太阳能高温塔式集热器，其结构简单，设计独特，热流密度大，效率高，通过优化集热器尺寸可明显改善峰值性能，进一步减少成本投入。

本发明目的是通过如下技术措施来实现的：非真空太阳能高温塔式集热器，采用低疲劳周期的合金作为高温热管材料，管型采用内螺纹管，其管材外壁涂覆高效选择性涂层。

在上述技术方案中，所述高温热管管内采用熔盐或者导热油作为载热介质。

在上述技术方案中，所述高温热管的管排结构是由多根合金管材沿载热介质流动方向平行排列，管材经多弯头处理，多片管排可组成不同流程，并布置成腔式平板或者圆柱形式；所述高温热管采用无缝管，自动焊接组合成管排，其焊接位置都是在管材的中轴线上。

在上述技术方案中，所述高温热管管内载热介质从入口接管流入入口集合管，通过入口集合管进入高温热管管排，载热介质在向上流动的同时被加热，汇集到出口集合管，从出口接管中流出；在上述入口集合管一端，4片高温热管管排纵向交错平行排列，4片管排的管材入口端与入口集合管相连，出口端汇合成一片管排，在出口集合管一端再分流成2片交错排列的管排，2片管排的管材出口端与出口集合管相连。

在上述技术方案中，所述低疲劳周期的合金为316合金、317H合金或625合金。

在上述技术方案中，所述高温热管的管径为￠15~￠25mm,管壁厚1.0~1.75mm。

在上述技术方案中，所述高温热管采用内螺纹管型￠15*1.0mm，管内径d_i为13mm，螺距H为5mm，螺纹高度h为0.76mm。

本发明非真空太阳能高温塔式集热器，热流密度大，效率高、采用625等合金腔式多流程布置，外表涂覆选择性涂层，采用强化换热管型，最大热流密度1.42MW/M²，效率可高达92%。本发明能够满足太阳能高温塔式聚光发电对集热器热转换效率的要求，具有高屈服抗蠕变强度，耐高温腐蚀、氯离子应力腐蚀，疲劳周期长，结构简单，整体设备使用寿命长，并且能广泛应用于太阳能热聚光发电、太阳能干燥、太阳能裂解制氢等方面，开拓了太阳能应用的领域，节约资源，减少污染。

附图说明

图1为太阳能高温塔式集热器布置示意图。

图2为本发明非真空太阳能高温塔式集热器的结构示意图。

图3为本发明中高温热管的螺纹结构示意图。

图4为本发明管排形式示意图。

图5为图4的侧视图。

其中：1太阳，2镜面阵，3塔体，4集热器，5隔热层，6外壳，7管排，8入口接管，9入口集合管，10出口集合管，11出口接管。

具体实施方式

如图1所示，为保证高效聚光，非真空太阳能高温塔式集热器4安装在塔体3距地面60m高处的吸热腔室中，太阳光线1通过地面的镜面阵2反射到腔室内的集热器4，使管内的载热介质在流动过程中同时被加热，热量通过载热流体输送到工艺用热设备或其热发电设备中。

如图2所示，非真空太阳能高温塔式集热器4外部采用腔体式结构，内部采用等壁厚、等直径的低疲劳周期合金制成无缝管，自动焊接组合成管排7，焊接位置都在管材的中轴线上，以达到最小的焊接应力效果。隔热层5使用的保温材料伪膨胀珍珠岩，与外壳6加强保温作用。

本发明实施例可根据不同的温度段，选用不同高温热管材料，代表性的有316/317H/625合金，在600℃以上时选用具有高疲劳强度和低热膨胀系数的625合金材料，可增加太阳能集热器的吸收性容量，降低集热器的尺寸，从而降低成本。

在管型方面采用内螺纹管或槽导管强化管内换热膜系数，外壁涂覆高效选择性涂层，增加辐射吸收率、降低热发射率，提高塔式聚光发电系统的整体热效率。