[实用新型]一种双列管结构的太阳能塔式吸热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种双列管结构的太阳能塔式吸热器，属于太阳能高温热利用技术领域。

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(水蒸汽)、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。

对于塔式热发电技术，不论是柱面体外表面受光型、还是腔体式内表面受光型的吸热器，通常采用的是管壁式结构：吸热介质在管子内流动，管子排列成平面或弧形面。根据塔式吸热器聚光比高的特点，吸热器吸热管的向光面需要承受较高的热负荷，局部热流密度能达到1000kW/m2以上，而背部通常是绝热保温结构。因此单侧受光的吸热管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，在吸热器结构的约束下，吸热器管需要承受很高的应力。再加上太阳能间歇性、多变性(云量等因素的影响等)的固有特点，容易导致吸热器管的破裂及失效，从而影响到整个太阳能塔式热发电系统的安全运行。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题为：提供一种双列管结构的太阳能塔式吸热器，即太阳能吸热器的吸热管交错排列成前后两排；当吸热器为圆柱型或多面棱柱型结构时，前后两排吸热管分别变成外圈吸热管与内圈吸热管。外圈吸热管的相邻两根管子之间留有一定间隙，使部分太阳光可以通过间隙照射到内圈吸热管上。内圈吸热管接受到的一部分太阳光通过反射或热辐射的方式，对外圈吸热管的后半部分进行加热，由此可以有效减小吸热管壁的前后温差，达到减小热应力、延长吸热器寿命的目的。

本实用新型解决上述的技术问题采用的技术方案是：一种双列管结构的太阳能塔式吸热器，包括吸热模块，所述的吸热模块包括了外圈吸热管、内圈吸热管和密封鳍片；外圈吸热管相邻两管之间、外圈吸热管与内圈吸热管之间均留有一定间隙，内圈吸热管通过密排或鳍片结构连接成组，对该双列管结构的太阳能塔式吸热器接收到的太阳光起到密封及传热作用。

进一步的，在外圈吸热管和内圈吸热管的向光面有一层高吸收性的涂层。

进一步的，该双列管结构的太阳能塔式吸热器包括若干吸热模块，每个吸热模块还包括进口集箱、中间集箱以及出口集箱，在每个吸热模块中，工质从进口集箱进入到吸热模块，分别流经外圈吸热管、中间集箱、内圈吸热管，再从出口集箱流出进入到下一个吸热模块。

进一步的，该双列管结构的太阳能塔式吸热器外形可以由多个圆弧面构成的圆柱型，也可以是由多个平面构成的棱柱型，还可以是弧面或平面拼成的多面体、腔体式结构。

本实用新型上述双列管结构的太阳能塔式吸热器具有如下显著特点：

(1)本实用新型有效减小了吸热管向光面与背光面的壁温差，由此可以减小吸热管承受的应力，提高吸热器的安全性，延长吸热器的使用寿命；

(2)本实用新型前后壁温差的减小可以降低对吸热器管子材料的选择要求，由此可以大幅降低吸热器的初投资成本；

(3)本实用新型该类型的吸热器可以提高表面允许的热流密度及平均热流密度，由此可以减小吸热器的外形尺寸，从而提高吸热器的效率。

附图说明

图1为本实用新型的一种双列管结构的太阳能塔式吸热器的内圈吸热管和外圈吸热管的剖面示意图。

图2为图1的局部放大示意图。

图3为本实用新型的一种双列管结构的太阳能塔式吸热器一个示例简图(包含工质流程)。

图中：1为外圈吸热管，2为内圈吸热管，3为密封鳍片，4为进口集箱，5为中间集箱，6为出口集箱。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本实用新型。