[实用新型]一种强制对流的太阳能热流密度均匀化装置

说明书

一种强制对流的太阳能热流密度均匀化装置，包括腔式吸热器，腔式吸热器内部填充二氧化碳‑三氧化二铝，腔式吸热器前壁设有用于收集阳光的窗口，腔式吸热器内的上、下、左、右四个壁面中心位置各设有一个风扇，腔式吸热器一侧连接有进口装置及压力平衡装置，腔式吸热器另一侧连接有取样阀及出料阀；本实用新型通过向腔式吸热器中通入二氧化碳‑三氧化二铝，改善腔式吸热器腔体空间温度场的非均匀性，提高太阳能热流密度分布的均匀性，同时配合腔式吸热器腔体内设置的风扇产生的强制对流，解决了目前存在的吸热器开口面阳光热流密度高度的不均匀，传热效率低，热损失大的问题，具有结构合理、操作简便、成本低廉及实用高效的优点。

技术领域

本实用新型属于太阳能热流密度均匀化利用领域，具体涉及一种强制对流的太阳能热流密度均匀化装置。

背景技术

目前，太阳能的利用主要是将太阳能转化为其他形式的能量，比如电能。太阳能用于发电的方式之一为太阳能光热发电，太阳能光热发电的方式主要包括太阳能槽式光热发电、太阳能蝶式光热发电和太阳能塔式光热发电，而太阳能塔式光热发电系统作为一种集中型的发电系统，其优势在于系统容量大、聚光比高和系统工作温度高，十分具有商业前景。

太阳能塔式光热发电系统一般由定日镜场、塔、吸热器、储热器、蒸汽发生器以及发电机组成，其中吸热器作为太阳能塔式光热发电系统中实现复杂光-热转换和能量传递的关键核心设备，其主要作用是将来自定日镜场的太阳能收集起来，然后将能量传递给管道中的工质，传热工质吸收能量后产生沸腾相变生成蒸汽推动汽轮机发电。吸热器有腔式、容积式、外置式三种结构形式，由于腔式吸热器具有和黑体相似的效果，不仅可以高效的吸收辐射能量，而且具有高效的光热转换效率，所以目前太阳能塔式光热发电系统多采用腔式吸热器。

现有的太阳能塔式光热发电系统中，由于多数都采用具有高聚光比的点聚焦方式，造成吸热器开口面阳光热流密度高度的不均匀，导致它的壁面温度也表现出高度的不均匀，阳光直射的地方温度极高，远离阳光的地方温度较低，这样不仅使得吸热效率较低，而且使得局部过热，导致关键组件烧毁等问题，严重影响了整个塔式系统的安全性和稳定性。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种强制对流的太阳能热流密度均匀化装置，通过强制对流方式，能够改善腔式吸热器腔体空间温度场的非均匀性，提高太阳能热流密度分布的均匀性，同时配合利用向吸热器腔体内注入的传热介质，能够解决腔式吸热器目前存在的开口面阳光热流密度高度的不均匀，传热效率低，热损失大的问题，具有结构合理、操作简便、成本低廉及实用高效的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种强制对流的太阳能热流密度均匀化装置，包括腔式吸热器11，所述腔式吸热器11前壁设有窗口10，腔式吸热器11内，上、下、左、右四个壁面的中心位置分别设置有一个风扇12；腔式吸热器11的一侧设置有与进料口16相连接的进口装置及与压力平衡口17相连接的压力平衡装置，腔式吸热器11的另一侧设置有取样口18及出料口19，所述取样口18与取样阀15入口端相连接，所述出料口19与Y型过滤器13的入口端相连接，所述Y型过滤器13的出口端与出料阀14入口端相连接。

所述进口装置包括并联设置的第一进料阀7和第二进料阀8，第一进料阀7的出口端与静态混合器9的第一入口端A相连接，第二进料阀8的出口端与静态混合器9的第二入口端B相连接，所述静态混合器9的出口端与腔式吸热器11的进料口16相连接。

所述压力平衡装置包括离心风机1，所述离心风机1的出口端通过管道顺次串联连接第一进气阀2、安全阀3、第二进气阀4、压力表5及防漏Y型过滤器6至腔式吸热器11的压力平衡口17。

所述窗口10由石英玻璃密封。

所述腔式吸热器11内部填充有二氧化碳-三氧化二铝，二氧化碳和三氧化二铝分别通过第一进料阀7和第二进料阀8填充。