專利名稱：高效塔式太陽能熱發(fā)電雙集熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于大型定日場的高效塔式太
陽能熱發(fā)電雙集熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
太陽能熱發(fā)電是利用太陽能發(fā)電的主要途徑之一，其是利用太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)把太陽能聚集起來，將一定的工質(zhì)加熱到較高溫度，然后通過熱動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電或其他發(fā)電技術(shù)將其轉(zhuǎn)換成電能。目前，太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)主要有槽式太陽能熱動(dòng)力發(fā)電系統(tǒng)、碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)、塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用中，由于槽式太陽能熱動(dòng)力發(fā)電系統(tǒng)集熱工質(zhì)溫度不高、動(dòng)力子系統(tǒng)的熱效率偏低、初投資較大以及受幾何聚光比的制約，限制了它性能上進(jìn)一步提高和成本上降低；碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)雖然較槽式太陽能熱動(dòng)力發(fā)電系統(tǒng)效率上提高，將多個(gè)碟式系統(tǒng)組成一個(gè)較大的發(fā)電系統(tǒng)，但他們原則上仍然是小型系統(tǒng)，不易于大型化，且我國目前還沒有適合于碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)力機(jī)械，因此，其進(jìn)一步應(yīng)用也受到了一定限制；塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)也稱集中式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，與槽式太陽能熱動(dòng)力發(fā)電系統(tǒng)和碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)相比，塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)集熱溫度高、易生產(chǎn)高參數(shù)蒸汽且熱動(dòng)效率相較高，因此其應(yīng)用前景好。 目前，通用的單點(diǎn)集熱器塔式集熱系統(tǒng)由于在使用中太陽在塔上聚焦的光斑在一天之內(nèi)呈現(xiàn)大幅度變化，導(dǎo)致聚光光強(qiáng)大幅度波動(dòng)，而普通球面或平面定日鏡無法克服由于太陽運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的像差，同時(shí)由于太陽的盤面效應(yīng)，各個(gè)定日鏡在中央塔上形成的光斑大小隨著它與中心塔的距離增加而線性增長，塔上最后形成的太陽聚焦光斑在一天之內(nèi)可以隨定日鏡場的大小從幾米變化到幾十米之大，因此聚光光強(qiáng)出現(xiàn)大幅度波動(dòng)，再加上各個(gè)定日鏡的不同余弦效應(yīng)，塔式系統(tǒng)的光熱轉(zhuǎn)換效率僅為60%左右。盡管目前在一些比較講究的塔式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對(duì)不同的定日鏡開始采用不同曲率半徑的球面，以減小太陽在塔上光斑的尺寸，但光學(xué)設(shè)計(jì)復(fù)雜性將大大增加，從而導(dǎo)致制造成本也大幅增長。況且如果將該塔式集熱系統(tǒng)用于特大型定日場，獲得較高的溫度，則必須要加強(qiáng)定日鏡的控制技術(shù)，這樣增加定日鏡成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用于大型定日場的高效塔式太陽能熱發(fā)電雙集熱系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理且集熱效率高，同時(shí)能很好克服光斑波動(dòng)問題。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種高效塔式太陽能熱發(fā)電雙集熱系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括中心集熱塔和分布在所述中心集熱塔周圍用于獲得溫度和熱量的定日鏡場以及用于儲(chǔ)蓄熱量的蓄熱罐，其中，所述中心集熱塔的中部和頂部分別設(shè)有預(yù)吸熱器和高溫吸熱器；所述定日鏡場包括單獨(dú)分布在中心集熱塔周圍的內(nèi)定日鏡場和外定日鏡場；所述蓄熱罐通過用于輸送工質(zhì)的管道依次連接高溫吸熱器和預(yù)吸熱器。
所述內(nèi)定日鏡場和外定日鏡場上分別設(shè)置有內(nèi)定日鏡和外定日鏡。
所述外定日鏡場的面積大于內(nèi)定日鏡場。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，其將大型定日鏡場分為內(nèi)定日鏡場和外定日鏡場二個(gè)區(qū)域，并在定日鏡場的中央設(shè)有集熱塔，且集熱塔的中部和頂部分別設(shè)有預(yù)吸熱器和高溫吸熱器，使得本發(fā)明集熱效率高，能克服光斑波動(dòng)問題，并在能很好實(shí)現(xiàn)大型定日場集熱的同時(shí)也節(jié)約了成本。 下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明定日鏡場的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明的使用示意圖。
附圖標(biāo)記說明 l-外定日鏡； 2-內(nèi)定日鏡； 3-中心集熱塔； 4-預(yù)吸熱器； 5-蓄熱罐； 6-高溫吸熱器； 7-管道； 8-內(nèi)定日鏡場； 9-外定日鏡場。
具體實(shí)施例方式
如圖1和圖2，本發(fā)明一種高效塔式太陽能熱發(fā)電雙集熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括中心集熱塔3和分布在中心集熱塔3周圍用于獲得溫度和熱量的定日鏡場以及用于儲(chǔ)蓄熱量的蓄熱罐5，其中，中心集熱塔3的中部和頂部分別設(shè)有預(yù)吸熱器4和高溫吸熱器6 ;定日鏡場包括單獨(dú)分布在中心集熱塔3周圍的內(nèi)定日鏡場21和外定日鏡場18 ;所述蓄熱罐5通過用于輸送工質(zhì)的管道7依次連接高溫吸熱器6和預(yù)吸熱器4。 在本實(shí)施例中，內(nèi)定日鏡場8和外定日鏡場9上分別設(shè)置有內(nèi)定日鏡2和外定日鏡1，且外定日鏡場8的面積遠(yuǎn)大于內(nèi)定日鏡場9。在實(shí)際工作中，參照圖l和圖3，太陽光經(jīng)過設(shè)在內(nèi)定日鏡場8上的內(nèi)定日鏡2和外定日鏡場9上的外定日鏡1的反射后，外定日鏡1將光線反射到中心集熱塔3上的高溫吸熱器6上，內(nèi)定日鏡2將光線反射到中心集熱塔3上的預(yù)吸熱器4上，且由于外定日鏡場8的面積遠(yuǎn)大于內(nèi)定日鏡場9，則高溫吸熱器6上獲得的溫度和熱量高于預(yù)吸熱器4 ;與此同時(shí)，工質(zhì)通過泵經(jīng)管道7進(jìn)入預(yù)吸熱器4，在預(yù)吸熱器4中吸收熱量后又經(jīng)管道7進(jìn)入高溫吸熱器6，且在高溫吸熱器6中吸收熱量后通過管道9進(jìn)入蓄熱罐5，最后由儲(chǔ)存在蓄熱罐7中的高溫高壓工質(zhì)用于發(fā)電等。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的工作原理做詳細(xì)說明 參照圖3，在特大型的塔式發(fā)電集熱系統(tǒng)中，定日鏡場分為外定日鏡場9和內(nèi)定日鏡場8，根據(jù)三角幾何學(xué)原理和光反射原理，當(dāng)太陽光線以角度al照射到外定日鏡1時(shí)，外定日鏡1將光線以角度b2反射到高溫吸熱器6上；對(duì)于以角度c3照射到內(nèi)定日鏡2的光線，內(nèi)定日鏡2將光線以角度d4反射到預(yù)吸熱器4上；對(duì)于平行的太陽入射光線，根據(jù)光學(xué)原理可知角度al和c3大小相等。對(duì)于外定日鏡場9的外邊界定日鏡反射角度e5和內(nèi)邊界定日鏡反射角度f6，隨著外定日鏡1邊界距離的增大，其反射角度也線性增大；內(nèi)定日鏡場的外邊界定日鏡反射角度g7和內(nèi)邊界定日鏡反射角度h8，同樣隨著內(nèi)定日鏡2邊界距離的增大，其反射角度也線性增大。隨著角度的增大內(nèi)定日鏡2和外定日鏡1可調(diào)節(jié)的幅度 均減小，且定日鏡在中心集熱塔3上形成的光斑大小隨著它與中心塔的距離增加而線性增 長。而本發(fā)明通過設(shè)置外定日鏡場和內(nèi)定日鏡場以及一塔雙集熱器的設(shè)計(jì)，克服了定日鏡 在中心集熱塔上形成的光斑大小隨它與中心塔之間距離增加而線性增長的問題，且提高了 集熱效率，獲得更高的溫度。因此高效塔式太陽能熱發(fā)電雙集熱系統(tǒng)可大規(guī)模用于發(fā)電技 術(shù)中，具有廣闊的應(yīng)用前景。 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明 技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本發(fā)明技 術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種高效塔式太陽能熱發(fā)電雙集熱系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括中心集熱塔(3)和分布在所述中心集熱塔(3)周圍用于獲得溫度和熱量的定日鏡場以及用于儲(chǔ)蓄熱量的蓄熱罐(5)，其中，所述中心集熱塔(3)的中部和頂部分別設(shè)有預(yù)吸熱器(4)和高溫吸熱器(6)；所述定日鏡場包括單獨(dú)分布在中心集熱塔(3)周圍的內(nèi)定日鏡場(8)和外定日鏡場(9)；所述蓄熱罐(5)通過用于輸送工質(zhì)的管道(7)依次連接高溫吸熱器(6)和預(yù)吸熱器(4)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的高效塔式太陽能熱發(fā)電雙集熱系統(tǒng)，其特征在于所述內(nèi)定 日鏡場(8)和外定日鏡場(9)上分別設(shè)置有內(nèi)定日鏡(2)和外定日鏡(1)。
3. 按照權(quán)利要求1或2所述的高效塔式太陽能熱發(fā)電雙集熱系統(tǒng)，其特征在于所述 外定日鏡場(9)的面積大于內(nèi)定日鏡場(8)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高效塔式太陽能熱發(fā)電雙集熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括中心集熱塔和分布在所述中心集熱塔周圍用于獲得溫度和熱量的定日鏡場以及用于儲(chǔ)蓄熱量的蓄熱罐，其中，所述中心集熱塔的中部和頂部分別設(shè)有預(yù)吸熱器和高溫吸熱器；所述定日鏡場包括單獨(dú)分布在中心集熱塔周圍的內(nèi)定日鏡場和外定日鏡場；所述蓄熱罐通過用于輸送工質(zhì)的管道依次連接高溫吸熱器和預(yù)吸熱器。本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理且集熱效率高，同時(shí)能很好克服光斑波動(dòng)等問題，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)F24J2/46GK101726121SQ20091021840
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月20日
發(fā)明者王學(xué)鋒 申請人:西安戴森電子技術(shù)有限公司