[实用新型]一种新型塔式太阳能吸热器受热面模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种塔式太阳能电站吸热器受热面模块的排布结构，属于塔式太阳能热发电技术领域。

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。

吸热器是塔式太阳能热电站的核心设备之一，它将定日镜捕捉、反射、聚焦的太阳光接收并转化为工质的内能，为发电机组提供所需的能量，进而实现太阳能热发电的过程。

对于塔式太阳能热发电吸热器，不论是外表面受热型、还是腔体式内表面受热型，其受热面通常采用管壁式结构，即吸热介质在管子内流动，管子排列成平面或圆弧面。根据塔式太阳能电站聚光比高的特点，吸热器受热管的向光面需要承受较高的热负荷，而背部通常是绝热保温结构。例如，对于吸热工质为熔盐的情况，局部热流密度能达到1000kW/m²以上。因此，单侧受热的吸热管内外侧存在较大温差。在热流密度高的区域，吸热管的内外侧温差会超过200℃，由此导致吸热器受热面管屏的严重变形。在吸热器结构的约束下，吸热器吸热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)等固有特点，容易造成吸热器管屏的破裂及失效，从而影响到整个塔式太阳能热发电系统的安全运行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种塔式太阳能吸热器受热面模块，用以减轻吸热器受热面因管子向光侧和背光侧受热条件差别过大而引起的严重变形和承受应力过高的问题，进而增加吸热器的安全裕度。

本实用新型的技术方案：一种用于塔式太阳能吸热器受热面模块，包括下集箱、下连接管排、上连接管排、上集箱、和吸热管屏。所述吸热管屏下端与下集箱通过下连接管排连接。所述吸热管屏上端与上集箱通过上连接管排连接。所述吸热管屏中相邻管子之间留有一定间隙。所述吸热管屏背面设有保温层，且保温层外边界与吸热管屏的各个管子背光面顶点相切。所述吸热管屏的相邻管子中间设有楔形凸起状的反射块。所述反射块在向光侧具有对称的两个斜边，该斜边表面对来光具有镜面反射功能。

作为优选，所述吸热管屏的管子以一定间隔并排布置。

作为优选，所述反射块相对于其相邻两根管子的中间对称平面对称，并且沿着管子轴线方向延伸充满吸热管屏部分整个长度。

作为优选，所述反射块的顶点与相邻管子背光侧切线在保温层外表面的交点至保温层与该管子切点之间的部分对来光具有保温绝热功能。

作为优选，所述反射块的顶点与相邻管子背光侧切线在保温层外表面的交点与该侧反射块斜边和保温层外表面交点之间的部分可全部为镜面或保温层，或二者各占一部分。

作为优选，所述反射块的两个斜边的形状为直线或内凹。

作为优选，所述反射块斜边和保温层外表面的交点至该侧管子背光侧与保温层切点的距离小于管子外半径。

作为优选，所述反射块顶点至保温层的距离在0.2倍管子外半径与(其中P为管子节距，R为管子外半径)范围内。

与现有塔式太阳能吸热器受热面结构相比，本实用新型由于在吸热管屏各个管子之间设置了具有光反射功能的楔形反射块，使得原本通过管间部分从管子左(右)侧端部传导的能量通过合理的引导投射到管子的背光侧，增加了管子沿周向的实际受热面积，减小了管子的受热集中度，从而减小了管子向光侧和背光侧 受热的差别，缓解了因管子向光侧和背光侧受热不均匀引起的严重变形和承受应力过高的问题。同时，由于一部分能量从管子背光侧传递，而背光侧受热面对管子正面点附近区域的影响较管子左(右)侧端部弱不少，因此本实用新型还能够降低管子正面点区域的管壁温度，从而增加了受热面运行的安全裕度。