[发明专利]一种塔式太阳能吸热器防护罩

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于塔式太阳能吸热器的防护罩。

背景技术

太阳能高温热发电技术是太阳能规模利用的一个重要方向，对人类解决化石能源危机、空气污染等问题具有深远的意义。根据聚焦方式的不同，太阳能高温热发电可分为碟式、槽式、塔式三种方式；采用的工质有水(水蒸气)、熔盐、空气、导热油、液态金属、其他有机物等。塔式聚焦由于具有大容量、高参数等优点而受到世界多国的关注。

塔式热发电技术在国外已经处于商业化运营的初期阶段，已建或在建的大规模商业化项目几乎遍布了各大洲，该技术路线已展示出强大的市场及生命力。尤其是带有储热的太阳能热发电技术，由于具有更长的发电时长及更稳定的电能输出，因此具有广阔的应用前景。我国的塔式热发电事业目前还处于示范化运营阶段，近年来先后建成的一批示范电站有力促进了太阳能热发电事业在我国的开展，一旦获得国家政策的稳定支持，我国的太阳能热发电事业将迎来一个快速发展期。

吸热器是塔式太阳能热电站的核心设备之一，它将定日镜捕捉、反射、聚焦的太阳光接收并转化为工质的内能，为发电机组提供所需的能量，进而实现太阳能热发电的过程。

对于塔式太阳能热发电吸热器，尤其是外露型的吸热器，在紧挨着吸热器受热面上部和下部的一定距离内均设有环形防护罩。在太阳能吸热器正常工作时，系统通过调整镜场内各个镜子的角度来满足吸热器的工质加热要求和热负荷分布的要求。这一过程不可避免地会有一小部分能量(通常为向吸热器投射能量的约3％)被投射到吸热器投影范围之外。这部分溢出的能量通常具有最高150～200kW/m²的热负荷。如此高的热负荷足以对直接照射的吸热器部件产生破坏作用。而吸热器的防护罩的主要作用则是保护从吸热器上部和下部溢出的能量对防护罩后面的吸热器部件(如集箱等)免受较高热负荷的伤害而烧毁。目前吸热器防护罩的表面通常敷设一层近似白体的涂层(太阳光反射率约为0.8，且为漫反射)来尽可能减少吸热能力，从而使得大部分投射到防护罩的能量通过反射的方式返回大气空间。显然，这一部分能量是完全损失掉的，从而降低了吸热器的吸热效率。

发明内容

本发明的目的是提高塔式太阳能热发电吸热器的吸热效率。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种塔式太阳能吸热器防护罩，包括紧挨着吸热器直接接收太阳能辐射部分的上部及下部布置的上防护罩和下防护罩，其特征在于，上防护罩的下表面为能够将太阳光镜面反射的平整表面，且在吸热器直接接收太阳能辐射部分上方水平布置或向天空所在方向倾斜布置；

下防护罩的上表面为能够将太阳光镜面反射的平整表面，且向地面所在方向倾斜，倾斜的角度不超过70°。

优选地，所述上防护罩为环形，环形上防护罩的内环形状与所述吸热器直接接收太阳能辐射部分的管子外缘所围的轮廓相结合；

所述下防护罩为环形，环形下防护罩的内环形状与所述吸热器直接接收太阳能辐射部分的管子外缘所围的轮廓相结合。

优选地，所述上防护罩的外表面轮廓上的点至所述上防护罩内表面轮廓的距离不大于7m。

优选地，所述上防护罩的下表面向天空所在方向倾斜的角度不超过45°。

优选地，所述上防护罩的下表面及所述下防护罩的上表面的太阳光反射率不小于0.9。

优选地，所述上防护罩背面设有固定的连接装置，所述上防护罩通过连接装置与所述吸热器相连来保持所述上防护罩的水平结构。

优选地，所述下防护罩背面设有固定的支撑装置，所述下防护罩通过支撑装置与所述吸热器或所述吸热器所在塔相连来保持所述下防护罩的倾斜结构。

优选地，所述下防护罩外边缘最下端至所述吸热器直接接收太阳能辐射部分下沿的竖直方向距离不超过7m。

优选地，所述下防护罩下缘设置有沿下防护罩下缘形状在竖直方向向下延伸一定高度的下防护罩附加部分，下防护罩附加部分表面为近似白体的涂层。

优选地，所述上防护罩和所述下防护罩背面均设有用于对上防护罩的下表面及用于对下防护罩的上表面进行冷却的冷却装置。

在本发明中，吸热器的上防护罩采用水平布置且下表面具有对太阳光具有镜面反射功能的设计。与现有塔式太阳能吸热器防护罩设计相比，本发明的这种上防护罩设计能够使得绝大部分从吸热器直接接收太阳能辐射部分上部溢出的太阳能通过水平设置的上防护罩反射后重新抵达吸热器的直接接收太阳能辐射部分，从而在相同经镜场投射方式条件下，更多的能量被吸热器接收，吸热器的吸热效率也因此提高。