[实用新型]一种基于分段抛物线函数的反射镜及槽式集热器

说明书

本实用新型公开了一种基于分段抛物线函数的反射镜，反射镜横截面曲线是由具有不同焦距的抛物线组成的复合曲线，该曲线为非连续分段函数，段函数数量至少为3个，任意一段函数均为抛物线且所有抛物线的焦点重合。集热管位于重合的焦点处吸收反射镜反射的太阳能量。与传统槽式集热器相比，该反射镜不受固定焦距的限制，可通过改变不同段的抛物线焦距，增加集热器的抗风性能，降低反射镜的镜面支撑钢结构量，提高集热器光学性能。

技术领域

本实用新型属于太阳能热利用领域，具体涉及一种基于分段抛物线函数的反射镜及采用该反射镜的槽式集热器。

背景技术

太阳能热发电的技术路线分为四种：槽式、塔式、线性菲涅尔式和碟式，其中以槽式最为成熟。截止2018年全球商业运行的太阳能热发电站中采用槽式技术的比例最大。反射镜作为光热转化过程中最关键的设备，其集热性能的优劣直接影响整个发电系统的发电效率，其综合成本的高低直接影响整个电站的经济效益。

集热器的反射镜，其横截面一般是由一条焦距固定的连续抛物线组成，如目前应用最为广泛的ET-150型槽式集热器，其反射镜横截面曲线就是一条的抛物线，焦距为1.71米，抛物线边缘与焦点组成的角度为160°。此类反射镜广泛应用于目前50MW等级及以下的槽式太阳能光热电站。但对于超过50MW的大型槽式电站，需要的采光面积较大，即需要的集热器个数较多，由于集热器的流量需要调节，压力、温度等参数需要监控，造成电站的阀门、仪表等辅助设备数量大幅增加。为减少大型槽式光热电站辅助设备成本，就需要增大单个反射镜的采光面积，可以通过增加焦距或者增加抛物线边缘角度实现。但随着焦距或者边缘角的增加，都会造成镜面边缘离旋转中心距离的增加，在相同风载设计的条件下支撑镜面需要的钢结构量增加，钢结构成本增加。因此，在提高集热器光学性能的同时降低镜面支撑成本是亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于分段抛物线函数的反射镜及槽式集热器。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种基于分段抛物线函数的反射镜，所述反射镜的横截面曲线为非连续分段函数的复合曲线，该复合曲线由多个不同焦距的抛物线组成，每一段抛物线满足抛物线方程y＝ax²+b，所有抛物线的焦点与真空集热管的中心重合。

可选的，所述复合曲线由至少三段抛物线组成，每一段抛物线的焦距均不相同。

可选的，所述每一个抛物线对应函数中的a为0.0625≤a≤0.25。

可选的，所述复合曲线的焦点和复合曲线两个边缘组成的圆心角为θ，且120°≤θ≤300°。

可选的，所述反射镜由多个反射子镜组成，每个反射子镜的横截面均为抛物线，每个反射子镜的焦点与真空集热管的中心重合。

可选的，所述反射镜由超白低铁玻璃制成，其玻璃背面涂覆反射涂层。

本实用新型还提供了一种槽式集热器，该槽式集热器包括上述所述的基于分段抛物线函数的反射镜。

可选的，所述槽式集热器的真空集热管包括内层金属管和外层玻璃套管组成，内层金属管的直径为60-120mm，外层玻璃套管的直径不小于125mm。

可选的，所述槽式集热器的驱动装置为液压驱动或电动推杆。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

1.由于本实用新型的反射镜的横截面曲线是分段函数，不受固定焦距的限制，当集热器需要较大的聚光性能时，在相同边缘角的条件下，可以通过减小部分曲线的焦距，实现集热器边缘至旋转轴的距离的减小，减小扭矩，减低钢材耗量，降低钢结构成本。