[发明专利]一种渐缩管束结构腔式太阳能接收器

说明书

技术领域

本发明涉及一种渐缩管束结构腔式太阳能接收器，属于太阳能高温热利用技术领域。

背景技术

随着全球工业化的迅速发展，传统能源的消耗量不断增长，能源紧缺、污染物排放过量等问题与日俱增，人类急需寻找新型能源解决需求矛盾。在可再生能源中，太阳能具有取之不尽，用之不竭，绿色环保的优越性，因而大力发展太阳能资源具有十分重要的意义。在太阳能热利用领域中，高聚光比的碟式及塔式太阳能聚光集热系统，可在聚焦的小空间内实现高能量密度换热，驱动斯特林，布雷顿等高效动力循环，具有十分可观的应用前景。

接收器作为太阳能集热的核心部件，在整个系统中具有十分重要的地位。热机入口温度越高，则热效率越高，现代大多数热电转化效率能够达50%的高效动力循环系统，都需要10-30bar和1000-1500℃（目前燃气轮机入口温度最高已达1600℃），因而为提高太阳能高温热利用系统的竞争力，研发太阳能热接收器向高温高效发展，具有十分重要的意义。

在现有的太阳能高聚光比点聚焦集热系统中采用的腔式集热器，大多由于聚光引起腔内接收的太阳能分布不均匀，加之流动不均匀，造成换热性能下降，局部过热材料破坏等严重问题。

发明内容

本发明为了实现高温高效太阳能集热，提出了一种新型渐缩管束式太阳能接收器，其结构单元简单，加工方便，能够运行在聚光比达10000的碟式抛物镜太阳能系统中，可在有限的换热空间内实现大功率换热，加热工质气体达到一千度以上高温，具有紧凑、高效、低流阻的技术特点。

本发明在研究聚光规律的基础上，提出了一种渐缩管束型腔式接收器，能够十分均匀的接收聚焦的太阳光于腔内，并且内外流道的设计使工质气体实现更加均匀的流动，有效解决了现有接收器存在的问题。在聚焦后有限的空间内，布置足够多的换热面，实现大功率换热，具有紧凑高效低流阻的技术特点，配合陶瓷材料的使用，可应用于1000℃高温太阳能集热系统中，具有十分优越的应用前景。

一种渐缩管束结构腔式太阳能接收器，包括进气口外壁、外壳、玻璃底托、透光玻璃、吸热体、吸热体支撑壁、倒流支撑、连接支撑、撑板、进气道、出气道、出气道外壁；

进气口外壁为圆筒形，外壳为中空的截头圆锥形，圆锥截面圆形直径小的一端固定连接进气口外壁，圆锥截面圆形直径大的一端固定连接玻璃底托，外壳与玻璃底托之间设有撑板，玻璃底托内设有凹槽，透光玻璃密封固定在玻璃底托的凹槽内，形成内部封闭的腔体，聚光镜聚集的太阳光通过透光玻璃打入腔体；

吸热体包括若干个渐缩管单元，渐缩管单元为下部直径大、上部直径小的小管，各个渐缩管单元的外壁与外壁对齐紧贴相连，若干个渐缩管单元围绕成环束，形成上凹下凸的带锥度的环束整体，锥度与外壳的锥度相对应，渐缩管单元形成气体通道；

吸热体的最外层紧密相连胶泥外壁；

出气道外壁位于进气口外壁内部，固定连接支撑之上，连接支撑的一侧固定连接倒流支撑，倒流支撑的一端固定连接撑板，连接支撑与倒流支撑之间形成凹槽，凹槽用于固定连接胶泥外壁；

出气道外壁内部中空处形成出风口，用于连接出气管路，出气道外壁、胶泥外壁、倒流支撑、透光玻璃围成的腔体，形成出气道；

进气口外壁与出气道外壁之间的中空部分，以及外壳与连接支撑之间的中空部分，形成进气道。

本发明的一种渐缩管束结构腔式太阳能接收器的优点在于：

（1）本发明有效利用了太阳光聚焦后的立体空间，环束吸热体中每根渐缩管的倾角与入射太阳光线角度保持相同的创新设计，使光线更好更均匀的打入吸热管内壁，解决了现有太阳能热接收器内接收能量不均匀的大问题；

（2）本发明独特的环束吸热体设计，其渐缩管单元结构简单，加工方便，现有陶瓷加工水平容易实现；

（3）本发明属于腔式太阳能接收器的一种，光利用率高，有效提高对太阳辐射的吸收；

（4）本发明实现了高温高效太阳能集热，配合陶瓷材料的使用，集热温度可达1000℃以上，能够运行在聚光比达10000的碟式抛物镜或大型塔式太阳能集热系统中，在有限的换热空间内，实现大功率换热；

（5）本发明设计的太阳能热接收器，进气道设于接收器外壁与吸热芯体之间，工质流动均匀，且对内部高温吸热壁有很好的隔热作用，可有效减少接收器外壁的散热损失，更好的提高热效率；

（6）本发明的太阳能热接收器较现有的接收器流动阻力低，实现了紧凑、高效、低流阻的换热要求。

附图说明

图1是本发明接收器的主视图；