[实用新型]塔式太阳能中温热管式接收器

说明书

技术领域

本实用新型涉及塔式太阳能热发电领域，特别涉及一种塔式太阳能中温热管式接收器。 

背景技术

在塔式太阳能热发电系统中，太阳能接收器是实现塔式太阳能热发电最为关键的核心技术，它将定日镜所捕捉、反射、聚焦的太阳能直接转化为可以高效利用的高温热能，为发电机组提供所需的热源或动力源，从而实现太阳能热发电的过程。为了提高接收器能量转换效率，国内外对各种接收器都进行了深入广泛的研究，不同型式的接收器的结构复杂程度不同，在工程应用中各有优劣。 

传统的塔式太阳能热管式接收器中，热管内工质通常选择水、汞等。但是钢一水热管换热器通常用于200～300℃以下的低温段，被加热的冷流体介质的品质因素较低，效果不是十分理想。汞虽然可以在200～500℃间使用，但汞的成本高，且有毒性，缺乏实用性。 

在本实用新型之前，专利号为201010574469.8的中国专利公开了一种采用热管作为吸热单元的空腔型太阳能接收器。虽然热管高效的传热性能可以提高接收器的传热能力，增强稳定性。但是此结构的接收器依然存在一些不可忽视的问题，对接收器的工作存在一定的影响。从结构上看，太阳辐射经反射镜面从接收器底部进入腔体内，而热管竖直地分布在腔体四周，使得光线无法垂直入射到热管上，造成热管上辐照度分布不均，可能导致热管受热不均的问题。 

实用新型内容

技术问题：本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可用于中温塔式太阳能的经济高效的热管式接收器。 

技术方案：一种塔式太阳能中温热管式接收器，其特征在于能够将塔式接收器应用于250℃～400℃的中温段，使中温热利用具有广阔的发展前景。如图2所示，主要包括：热管1、进光孔2和壳体3。具体的，壳体3采用六面体结构。其 特征在于面3-1为进光孔2所在平面，其大小由进光孔大小决定，其倾斜角度由反射光线决定，即与中心光线垂直。面3-3为一正方形，其尺寸由热管蒸发段1-1决定，其倾斜角度与面3-1相同。面3-2垂直于面3-1和面3-3，其尺寸由面3-1和面3-3共同决定，形状为等腰梯形。面3-4为接收器底面，与塔平面相连接。面3-5和面3-6为接收器侧面。壳体3整体采用框量结构，框梁采用的材料为Q235A。接收器内附耐火砖，耐火砖外为支撑钢板。如果需要，还可加保温棉，视接收器内部温度而定。 

热管1作为本接收器的主要换热元件，包括蒸发段1-1和冷凝段1-2。其中热管采用并列并排布置，倾斜放置。热管本身为无缝钢管，材质选用45钢。热管内部穿网，采用三层丝网结构。具体的，蒸发段1-1放置在壳体3的面3-3上，位于壳体内部，每根热管蒸发段1-1布置纵向翅片5两片，翅片材质为45钢。热管蒸发段1-1和翅片5外表面涂有Paromark涂料，以增加蒸发段的吸收率和发射率。冷凝段1-2位于壳体外。蒸发段和冷凝段间焊有接触块11，材质选用45钢，一端焊接在蒸发段和冷凝段中间的热管上，一端焊接在壳体3框梁上，用以将热管固定。热管冷凝段1-2外焊有夹套管4，如图2和图6所示。夹套管材料选用45钢，焊接到冷凝段的钢管上。夹套管4顶部布置出口管8、底部布置进口管9，进出口采用错位布置，进出口管由接口法兰10与上下联箱相联，上联箱6联接出口管8，下联箱7联接进口管9。 

进光孔2作为接收器接受太阳辐射的界面，采用十字拉筋，可以采用但不限于双层石英玻璃密封，耐火泥勾缝。且进光孔平面垂直于中心反光镜的正午光线，以保证反射的太阳辐射最大可能的进入接收器。 

对于太阳能在接收器中的能量传递与转换，其具体过程为：太阳辐射经进光孔射入壳体3内部，被热管蒸发段1-1吸收。热管内充有中温流体。中温流体在蒸发段1-1受热蒸发，带走辐射热量，该热量转变为中温流体的蒸发潜热。蒸汽从中心通道流向热管冷凝段1-2，凝结成液体，同时放出潜热，在重力的作用下，液体流回到蒸发段1-1。这样，完成一个闭合循环，从而将大量热量从蒸发段传到冷凝段1-2。夹套管4内采用高温导热油作为传热流体。储存在下联箱7中的温度较低的导热油经进口管9进入套管4，吸收套管4里中温流体放出的潜热后，经过出口管8进入上联箱6。从而将太阳能存储到高温导热油中，方便后面的热利用。 

相比于专利号为201010574469.8的中国专利公开的一种采用热管作为吸热单元的空腔型太阳能接收器，本专利在兼具吸热单元性能优异的优点的同时，又克 服了如前所述的问题，且具有以下明显的优势：