[发明专利]一种基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统

说明书

本发明提供一种基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统，可以有效降低吸热管的前后温差。本发明包括集热器和定日镜场；集热器安装在集热塔上，包括吸热管组，吸热管组由吸热管组成；集热器中的吸热管排列成半圆形；当集热器为两个以上时，这些集热器在集热塔的高度方向上依次布置，且这些集热器通过主路管路串联在一起，在主路管路上安装有主路关断阀，每个集热器均通过旁路管路并联有一个旁路集箱，并在旁路管路安装有旁路关断阀；所述的定日镜场分为至少两个半圆环形区域，同一集热器的正面和反面分别对应一个半圆环形区域,不同的集热器对应的半圆环形区域不同；还包括外玻璃罩，外玻璃罩内部为真空，外玻璃罩包裹住集热器。

技术领域

本发明涉及一种基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统。

背景技术

太阳能热发电是一种通过“光 - 热 - 电”的转化过程实现清洁能源利用的发电技术，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。典型的塔式太阳能热发电技术由于具有聚光比高，高参数等优点而受到世界多国的关注。

对于塔式太阳能热发电吸热器，不论是柱面体外表面受光型，还是腔体式内表面受光型，其受热面通常采用管壁式结构，即吸热介质在管子内流动，管子排列成平面形或圆形，如申请号为201710027386.9的中国专利所示。塔式发电系统理论聚光比超过1000，吸热管的向光面需要承受较高的热负荷，而背光面通常是绝热保温结构。因此吸热管周向太阳热流分布极不均匀，吸热管易形成局部过热，前后侧存在较大温差，在热流密度高的区域，吸热管的前后温差会超过 200℃，由此导致吸热器管的严重变形。严重时，会出现受热面局部管壁超温和管间温度偏差加大，影响设备的安全运行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统，可以有效降低吸热管的前后温差。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于半圆形集热器的塔式太阳能热发电系统，包括集热器和定日镜场；集热器安装在集热塔上，包括吸热管组，吸热管组由吸热管组成；其特征在于：所述的集热器中的吸热管排列成半圆形；当集热器为两个以上时，这些集热器在集热塔的高度方向上依次布置，且这些集热器通过主路管路串联在一起，在主路管路上安装有主路关断阀，每个集热器均通过旁路管路并联有一个旁路集箱，并在旁路管路安装有旁路关断阀；所述的定日镜场分为至少两个半圆环形区域，同一集热器的正面和反面分别对应一个半圆环形区域,不同的集热器对应的半圆环形区域不同；还包括外玻璃罩，外玻璃罩内部为真空，外玻璃罩包裹住集热器。

本发明所述的吸热管之间通过密排方式或鳍片连接成一体。

本发明当集热器为两个以上时，这些集热器的直径、高度、吸热管数量、吸热管管径规格各不相同。

本发明同一集热器的正面和反面对应的半圆环形区域的半径不同。

本发明所述的集热器的整体外形为半圆形。

本发明所述的外玻璃罩为空心的半圆形结构。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

（1）吸热管排列成半圆形，这样就不构成封闭结构，吸热管周向均为向光面，周向太阳热流分布均匀，周向温度基本一致；

（2）集热器的正面和反面对应不同定日镜场半圆环形区域，有效降低定日镜场跟踪控制系统难度；

（3）各集热器分别对应不同定日镜场半圆环形区域，进一步降低定日镜场跟踪控制系统难度。

（4）集热器外部包裹有外玻璃罩，且外玻璃罩内部为真空，可有效减少吸热管对流散热损失，提高集热器的温度和效率。

附图说明

图1是本发明实施例的集热器在集热塔的高度方向上依次布置的结构示意图。