[实用新型]一种槽式太阳能聚光集热系统

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能光热利用技术领域，具体涉及一种槽式太阳能聚光集热系统。

背景技术

目前，聚光太阳能集热发电是新能源发展的重要领域，而其中槽式聚光太阳能集热发电系统是太阳能发电中最成熟、使用最多的发电系统。槽式聚光型太阳能集热发电装置的核心系统就是太阳能聚光集热系统。槽式太阳能聚光集热系统包括聚光器和太阳能真空集热管。

聚光器的形状是抛物线形状，表面是由镜面组成的反射面，其焦点聚焦在真空集热管上，真空集热管上收到的镜面反射光后，集热管内吸热管会在周向产生不同的热流密度，并因此会引起周向最大温差达几十开，造成应力差异、产生管道变形造成整个集热管气密性降低，与此同时大大缩短集热管的寿命，所以改进聚光器和真空集热管进而解决真空集热管的热量密度不均匀的问题很有必要。

太阳能真空集热管内吸热管和外玻璃罩管之间为真空层，所以内吸热管的热量不存在通过空气对流散失。但是内吸热管与外玻璃罩管之间可以通过辐射进行传热，从而导致热量损失。太阳能真空集热管内吸热管外壁涂有选择性吸收涂层，内吸热管在温度较低时发射率为5%左右，内吸热管辐射到外玻璃罩管的热量大部分会散失掉。而应用在槽式聚光型集热系统上的太阳能真空集热管，其内吸热管可以达到400℃甚至400℃以上的中高温，因此内吸热管向外辐射传热的热流密度会急剧增大。同时中高温下的内吸热管发射率会达到10%，导致内吸热管向外散失的热量会更大。所以解决内吸热管温度较高情况下对外热量散失问题变得十分有意义。

实用新型内容

基于以上所述的两种问题，即：真空集热管接收到的热量密度不均和中高温情况下集热管对外较高的辐射热量损耗，为合理有效改进这两种问题，本实用新型提出一种槽式太阳能聚光集热系统。

一种槽式太阳能聚光集热系统包括聚光器和真空集热管；所述聚光器包括反射镜，所述真空集热管包括有外玻璃罩管2及内吸热管3，内吸热管3的外圆柱面上设有内管涂层31；外玻璃罩管2和内吸热管3之间的空腔为真空环形空间4，改进在于：

所述反射镜由上部反射镜61、中部反射镜1和下部反射镜62依次连接形成弧面；

在所述真空环形空间4内设有遮热板5，遮热板5上与内吸热管3对应的一侧面为反射面51，与外玻璃罩管2对应的一侧面为吸收面52；所述遮热板5内表面在全波段具有高反射率、低发射率特性，外表面涂有太阳能选择性吸收涂层，具有高吸收率、低发射率的特性；

所述反射镜和所述遮热板5构成聚光器；所述聚光器轴对称，其中上部反射镜61和下部反射镜62以中部反射镜1的轴线呈轴对称，且上部反射镜61和下部反射镜62反射的光斑投射到遮热板5内表面并二次反射到内吸热管3上。

所述遮热板5呈圆弧状，遮热板5伸展在真空环形空间4内所占据的空间位置为真空环形空间4径向直径的1/2～4/5范围内。

遮热板5覆盖的内吸热管3的圆心角为120°～150°。

所述中部反射镜1形状结构为抛物线形状结构；所述上部反射镜61和下部反射镜62形状结构为抛物线形状上截取下来的上下两对称部分。所述的中部反射镜1反射的光斑投射到内吸热管3上，上部反射镜61和下部反射镜62反射的光斑投射到遮热板5内表面上。

本实用新型的有益效果体现如下方面：

1.通过增设弧形遮热板，由于所述遮热板内表面具有高反射率特性，可以将遮热板遮住的内吸热管部分对外辐射热量大部分反射回到内吸热管上，减少了热量的损耗；

2.通过在遮热板外表面设置可选择性吸收材料的吸收层，太阳辐照直射到所述遮热板吸收层上，遮热板温度将会升高，则所述遮热板遮住的内吸热管部分与遮热板之间的辐射换热量将会大幅减少，从而间接地减少了内吸热管的对外热损；

3.通过重新设计聚光器形状，能将上部反射镜和下部反射镜的反射光投射到设置在真空集热管真空环形空间内部的遮热板反射面上，再通过遮热板反射面二次反射将光线投射到真空集热管的背面，能够改善集热管接收的热流密度不均匀的问题；

4.增设遮热板，虽然遮挡住了部分内吸热管可接收到的太阳直射辐射光线，减少了内吸热管的吸热量，但是通过所述1、2两点，遮热板减少的热量损失要大于所述遮热板遮住的内吸热管部分能够获得的太阳直射辐射热量；

5.所述一种新型聚光器三部分反射镜拼接在一起，具有实时、方便操作、可装拆等优点。所述遮热板设置于所述太阳能真空管的内吸热管、外玻璃罩管之间的真空环形空间内，具有清洁性、持久性、结构简单、易于制造等优点。