[实用新型]一种使用脉动热管的线性菲涅尔式太阳能集热器

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能热利用技术领域，具体涉及一种使用脉动热管的线性菲涅尔式太阳能集热器。

背景技术

太阳能光热发电是一种解决未来电力需求及促进节能减排的重要途径，光热发电不存在光伏发电所需的晶硅成本高及高污染等问题。光热发电具有技术相对完善、成本下降空间大、电源质量较好及更易与燃煤电厂结合等优点。当前光热发电基本有四种形式：槽式、塔式、碟式、线性菲涅尔式。其中塔式和蝶式属于点聚焦，槽式和线性菲涅尔式则属于线性聚焦。线性菲涅尔式的聚光方法与槽式不同，其利用具有跟踪太阳运动装置的主反射镜阵列将太阳反射聚焦到固定的具有二次反射镜和集热管上，从而在集热管内实现光热转换。

太阳能镜场是线性菲涅尔式太阳能电站的关键部分，其成本在菲涅尔式太阳能热电站总成本中占一半左右。太阳能镜场的集热性能直接影响光热电站的发电效率，因此提高线性菲涅尔式太阳能镜场的集热性能至关重要。脉动热管作为一种新型高效传热元件，与传统热管单纯的相变换热相比，传热机理更加复杂，集显热传热、相变传热、膨胀功于一体。具有启动迅速、可以随意弯曲、温度范围广、可以采用不同的加热方式和加热位置、无吸液芯等优点。由于其卓越的导热性能，研究人员对脉动热管研究已从理论实验研究阶段到实用技术的开发，已有相当多的脉动热管产品在工程实际上得到应用。因此将导热性能卓越的脉动热管运用到线性菲涅尔式太阳能集热器上，可以避免真空集热管由于温度过高导致的爆管，将提高集热器的集热效率、减小热损失和扩展传热介质温度工作范围，对线性菲涅尔式太阳能集热器集具有十分重要的意义。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型目的在于提供一种使用脉动热管的线性菲涅尔式太阳能集热器，将脉动热管运用到线性菲涅尔式太阳能集热器，提高了集热器的集热效率、减小了热损失和扩展了传热介质工作温度范围。

为了实现以上目的，本实用新型的技术方案如下：

一种使用脉动热管的线性菲涅尔式太阳能集热器，包括真空集热管1、脉动热管2、第一集热箱Ⅰ1、第二集热箱Ⅱ2、线性菲涅尔式微弧度反光镜3、二次复合抛物面反射镜4和支架5；

第一集热箱Ⅰ1有两个，分别由左右两端支架5的立柱501支承，两个第一集热箱I1相对设置有安装孔，两端的安装孔内均安装有真空集热管1，两端的真空集热管1经过至少两个第二集热箱Ⅱ2再相连通，在第一集热箱Ⅰ1和第二集热箱Ⅱ2的上半部分均设置集热箱出口11，在第一集热箱Ⅰ1和第二集热箱Ⅱ2的下半部分均设置集热箱进口10；

线性菲涅尔式微弧度反光镜3安装在支架5的基座502上，线性菲涅尔式微弧度反光镜3的抛物面反射面向上，二次复合抛物面反射镜4水平固接在竖直的立柱501上。

所述的第二集热箱II2为N-1个，N为3～20的正整数。

所述第一集热箱Ⅰ1、第二集热箱II2与真空集热管1的连接均通过安装孔连接，两端的两个第一集热箱Ⅰ1只有相对的一侧开有安装孔，第二集热箱II2两端都开有安装孔，所有的安装孔同轴设置，安装孔的轴线与线性菲涅尔式微弧度反光镜3抛物面的焦线重合。

所述真空集热管1有N个，优选为圆柱形的真空集热管1，N为3～20的正整数，第一个真空集热管1的两端分别在左端的第一集热箱Ⅰ1的真空集热管安装孔和第二个集热箱II左侧的真空集热管安装孔中，并且与所述的第一集热箱I1和所述的第二集热箱II2密封固接，第N个真空集热管1的两端分别在右端的第一集热箱I1的真空集热管安装孔和第N-1个第二集热箱II2右侧的真空集热管安装孔中并且与所述的第一集热箱Ⅰ1和第二集热箱II2密封固接，其余的真空集热管1的两端分别在两个相邻的第二集热箱II2的真空集热管安装孔中并且与两个第二集热箱II2密封固接。

所述的真空集热管1每根配置两个脉动热管2，脉动热管2上垂直密封固接1个密封件Ⅰ6和1个密封件II7，密封件Ⅰ6和密封件II7将脉动热管2分成脉动热管加热段201、脉动热管冷却段203和脉动热管绝热段202，密封件Ⅰ以外的为脉动热管加热段201，密封件II以外的为脉动热管冷却段203，密封件Ⅰ和密封件II之间为脉动热管绝热段202。脉动热管2内封装的是与管材相容的工质，2个脉动热管2的脉动热管加热段201相对，脉动热管2由支撑片9支撑不与真空集热管1接触。

所述的脉动热管加热段201置于真空集热管1中并且由密封件Ⅰ6将真空集热管1的一端密封，脉动热管冷却段203插入集热箱Ⅰ或集热箱II中并且由密封件7在第一集热箱Ⅰ1或第二集热箱Ⅱ2的真空集热管安装孔中将集热箱Ⅰ或集热箱II的真空集热管安装孔封闭。