專利名稱：線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽能聚光集熱系統(tǒng)，尤其是涉及一種線式吸熱管和塔式光 跟蹤鏡場相結合的線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)。
背景技術：
太陽能熱發(fā)電技術是利用大規(guī)模陣列拋物或碟形鏡面收集太陽熱能，通過換熱裝 置提供蒸汽，結合傳統(tǒng)汽輪發(fā)電機的工藝，從而達到發(fā)電的目的。采用太陽能熱發(fā)電技術， 避免了昂貴的硅晶光電轉換工藝，可以大大降低太陽能發(fā)電的成本。而且，這種形式的太陽 能利用還有一個其他形式的太陽能轉換所無法比擬的優(yōu)勢，即所收集的太陽能可以儲存在 巨大的儲熱容器中，在太陽落山后幾個小時仍然能夠帶動汽輪發(fā)電。一般情況下，太陽能熱發(fā)電形式主要有槽式，塔式，碟式三種系統(tǒng)，而規(guī)?；奶?陽能熱發(fā)電形式主要有槽式，塔式兩種。槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)全稱為槽式拋物面反射鏡太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，是將多個槽 型拋物面聚光集熱器經過串并聯(lián)的排列，加熱工質，產生高溫蒸汽，驅動汽輪機發(fā)電機組發(fā) 電。如專利號為ZL200710065697. 0的發(fā)明專利就公開了一種槽式聚光太陽能熱電聯(lián)供復 合系統(tǒng)，該系統(tǒng)由置于旋轉軸上的太陽聚光反射鏡面、供熱水箱、通過管道與供熱水箱連接 的循環(huán)水泵、與管道一端連接的熱電復合接收器、從熱電復合接收器輸出電能的電極、由 太陽輻射出來的太陽光線、支撐熱電復合接收器于地面支撐架上的連接桿、帶動太陽聚光 反射鏡面轉動并固定于地面支撐架上的旋轉軸組成。具有這種結構的槽式拋物面反射鏡 太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，聚光比較小，太陽方位角損失較大，發(fā)電效率低。太陽能塔式發(fā)電是應用的塔式系統(tǒng)。塔式系統(tǒng)又稱集中式系統(tǒng)。它是在很大面積 的場地上裝有許多臺大型太陽能反射鏡，通常稱為定日鏡，每臺都各自配有跟蹤機構準確 的將太陽光反射集中到一個高塔頂部的接受器上。接受器上的聚光倍率可超過1000倍。在 這里把吸收的太陽光能轉化成熱能，再將熱能傳給工質，經過蓄熱環(huán)節(jié)，再輸入熱動力機， 膨脹做工，帶動發(fā)電機，最后以電能的形式輸出。主要由聚光子系統(tǒng)、集熱子系統(tǒng)、蓄熱子系 統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)等部分組成。如申請?zhí)枮?00710175970. 5的發(fā)明專利申請就公開了一種帶 有雙級蓄熱的塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)至少包括光熱轉換子系統(tǒng)、雙級蓄熱子系統(tǒng) 和動力子系統(tǒng)。具有這種結構的太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，聚光比較大，集熱器的材料成本高，不 方便進行一次熱功轉換。太陽能碟式發(fā)電也稱盤式系統(tǒng)。主要特征是采用盤狀拋物面聚光集熱器，其結構 從外形上看類似于大型拋物面雷達天線。由于盤狀拋物面鏡是一種點聚焦集熱器，其聚光 比可以高達數(shù)百到數(shù)千倍，因而可產生非常高的溫度。但是這種碟式太陽能發(fā)電系統(tǒng)屬于 小型系統(tǒng)，不易于大型化。
發(fā)明內容本實用新型的目的就是克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種線式吸熱管和塔式光跟
3蹤鏡場相結合、集熱效率高、可大型使用的線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)。為解決現(xiàn)有技術中的問題，本實用新型采用了如下的技術方案系統(tǒng)包括集熱塔 基以及設置在集熱塔基上的集熱器，在所述集熱塔基的一側設置至少一個左定日鏡場，在 所述集熱塔基的另一側設置至少一個右定日鏡場，所述集熱器包括至少一個裝有熱傳輸工 質的吸熱管，所述吸熱管通過輸送儲熱工質的管道及設置在所述管道上的循環(huán)水泵與儲熱 裝置相連接。進一步，所述集熱器上下兩端沿其垂直軸線分別設置鏡面均朝向集熱器方向的左 上反射鏡、右上反射鏡和左下反射鏡及右下反射鏡。進一步，所述左上反射鏡和右上反射鏡與水平方向的仰角均為30° 60°。進一步，所述左下反射鏡和右下反射鏡與水平方向的傾角均為10° 40°。進一步，所述吸熱管通過輸送其產生的高溫蒸汽的管道與汽輪發(fā)電機相連接。進一步，所述吸熱管內的熱傳輸工質為水。本實用新型線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)的優(yōu)點是1)采用線式吸熱管和塔式光跟蹤定日鏡場相結合，因此系統(tǒng)兼容了槽式線聚光的 特點又具備了塔式合適的高聚光度，從而大大提高了光場效率；2)吸熱管的上下兩端設置鏡面朝向吸熱管的左上反射鏡、右上反射鏡和左下反射 鏡及右下反射鏡，當入射光經過一次反射偏離吸熱管時則會落在左上反射鏡或右上反射鏡 或左下反射鏡或右下反射鏡上，然后被二次反射至吸熱管上，減少了光能源損失，提高了系 統(tǒng)的集熱效率；3)由于吸熱管內的熱傳輸工質為水，水的單位體積熱流密度較大，價廉、無毒、化 學性質穩(wěn)定，過熱蒸汽工作溫度可達600°C，熱電效率可超過45%，可方便進行一次熱功轉 換，大幅降低換熱投資，儲熱裝置也可相應較小，因此可作超大型化設計。綜上所述，本實用新型線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)采用線式吸熱管和塔式光跟蹤 定日鏡場相結合，集熱效率高、成本低、可滿足超大型化太陽能熱發(fā)電設備的供熱需求。

圖1為本實用新型線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)的結構示意框圖。圖2為本實用新型線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)的光場示意圖。圖3為圖2中集熱器的結構放大圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。如圖1所示，本實用新型線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)包括集熱塔基1，在集熱塔基 1的左側設置一個左定日鏡場21、右側設置一個右定日鏡場22，在集熱塔基的上端設置有 集熱器3，集熱器3通過管道4及循環(huán)水泵5與儲熱裝置6相連接。如圖3所示，在本實施例中，集熱器3包括自上而下水平擺放在框形支架31內的 吸熱管301、吸熱管302、吸熱管303和吸熱管304，框形支架31內設有支撐吸熱管301的工 字型支撐橫梁311，吸熱管301與其支撐橫梁311之間的兩端各設置一組滑動支撐輪312， 吸熱管302、吸熱管303和吸熱管304在框性支架31內的結構和吸熱管301的相同。
4[0025]如圖2、圖3所示，在吸熱管301的上端沿其垂直軸線分別設置鏡面均朝向吸熱管 301方向的左上反射鏡71和右上反射鏡72，在吸熱管304的下端沿其垂直軸線分別設置鏡 面均朝向吸熱管304方向的左下反射鏡73及右下反射鏡74，為了取得較高的反射率，在本 實施例中，所述左上反射鏡71和右上反射鏡72與水平方向的仰角均為30° 60°，所述 左下反射鏡73和右下反射鏡74與水平方向的傾角均為10° 40°。在本實施例中，所述左定日鏡場21和右定日鏡場22均配有光跟蹤機構，能夠全自 動跟蹤太陽軌跡運動，使反射光盡可能多地照射到吸熱管301和/或吸熱管302和/或吸 熱管303和/或吸熱管304上，提高系統(tǒng)的集熱效率。在本實施例中，所述吸熱管301、吸熱管302、吸熱管303和吸熱管304均以水作為 熱傳輸工質，水的單位體積熱流密度較大，價廉、無毒、化學性質穩(wěn)定，過熱蒸汽工作溫度可 達600°C，熱電效率可超過45%，過熱蒸汽可直接輸送給汽輪發(fā)電機進行一次熱功轉換，大 幅降低換熱投資，儲熱裝置也可相應較小，因此可作超大型化設計。如圖2所示，本實用新型線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)的光路傳輸過程是左定日 鏡場21和右定日鏡場22自動跟蹤太陽軌跡運動，并將輻射到定日鏡表面的太陽光反射到 集熱器3，在定日鏡進行光反射的過程中，一部分光直接反射到吸熱管301和/或吸熱管 302和/或吸熱管303和/或吸熱管304 ；另一部分光反射到吸熱管301上端兩側的左上反 射鏡71和右上反射鏡72，由于左上反射鏡71和右上反射鏡72的鏡面均朝向吸熱管301 的方向并且與水平方向的仰角均為30° 60°，因此反射到左上反射鏡71和右上反射鏡 72的光會再次反射到吸熱管301和/或吸熱管302和/或吸熱管303和/或吸熱管304 上；還有一部分光反射到吸熱管304下端的左下反射鏡73和右下反射鏡74，由于左下反射 鏡73和右下反射鏡74鏡面均朝向吸熱管304的方向并且與水平方向的傾角均為10° 40°，因此反射到左下反射鏡73和右下反射鏡74的光會再次反射到吸熱管301和/或吸熱 管302和/或吸熱管303和/或吸熱管304上，從而保證了集熱器3的最大集熱效率。集 熱器3吸收太陽的能量，使吸熱管301、吸熱管302、吸熱管303和吸熱管304內的水不斷加 熱，然后將太陽輻射能量轉化為熱能，循環(huán)水泵5通過輸送儲熱工質的管道4將熱量輸送到 儲熱裝置儲存起來，同時吸熱管301、吸熱管302、吸熱管303和吸熱管304所產生的過熱蒸 汽輸送給汽輪發(fā)電機(圖中未示)發(fā)電實現(xiàn)一次熱功轉換?？傊緦嵱眯滦偷膶嵤├嫉氖瞧漭^佳的實施方式，但并不限于此。本領域的 普通技術人員極易根據(jù)上述實施例，領會本實用新型的精神，并做出不同的引申和變化，但 只要不脫離本實用新型的精神，都在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求一種線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)，包括集熱塔基以及設置在集熱塔基上的集熱器，在所述集熱塔基的一側設置至少一個左定日鏡場，在所述集熱塔基的另一側設置至少一個右定日鏡場，其特征在于，所述集熱器包括至少一個裝有熱傳輸工質的吸熱管，所述吸熱管通過輸送儲熱工質的管道及設置在所述管道上的循環(huán)水泵與儲熱裝置相連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)，其特征在于，所述集熱器上下 兩端沿其垂直軸線分別設置鏡面均朝向集熱器方向的左上反射鏡、右上反射鏡和左下反射 鏡及右下反射鏡。
3.根據(jù)權利要求2所述的線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)，其特征在于，所述左上反射鏡 和右上反射鏡與水平方向的仰角均為30° 60°。
4.根據(jù)權利要求2所述的線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)，其特征在于，所述左下反射鏡 和右下反射鏡與水平方向的傾角均為10° 40°。
5.根據(jù)權利要求1至4任一權利要求所述的線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)，其特征在于， 所述吸熱管通過輸送其產生的高溫蒸汽的管道與汽輪發(fā)電機相連接。
6.根據(jù)權利要求1所述的線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)，其特征在于，所述吸熱管內的 熱傳輸工質為水。
專利摘要本實用新型公開了一種線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)，包括集熱塔基以及設置在集熱塔基上的集熱器，在集熱塔基的一側設置至少一個左定日鏡場，在集熱塔基的另一側設置至少一個右定日鏡場，集熱器包括至少一個裝有熱傳輸工質的吸熱管，吸熱管通過輸送儲熱工質的管道及設置在管道上的循環(huán)水泵與儲熱裝置相連接。本實用新型線塔式太陽能聚光集熱系統(tǒng)采用線式吸熱管和塔式光跟蹤定日鏡場相結合，集熱效率高、成本低、可滿足超大型化太陽能熱發(fā)電設備的供熱需求。
文檔編號F24J2/34GK201740267SQ201020290490
公開日2011年2月9日 申請日期2010年8月13日 優(yōu)先權日2010年8月13日
發(fā)明者李應鵬 申請人:李應鵬