本發(fā)明涉及一種用于塔式太陽能吸熱器的防護(hù)罩。

背景技術(shù)：

太陽能高溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)是太陽能規(guī)模利用的一個(gè)重要方向，對人類解決化石能源危機(jī)、空氣污染等問題具有深遠(yuǎn)的意義。根據(jù)聚焦方式的不同，太陽能高溫?zé)岚l(fā)電可分為碟式、槽式、塔式三種方式；采用的工質(zhì)有水(水蒸氣)、熔鹽、空氣、導(dǎo)熱油、液態(tài)金屬、其他有機(jī)物等。塔式聚焦由于具有大容量、高參數(shù)等優(yōu)點(diǎn)而受到世界多國的關(guān)注。

塔式熱發(fā)電技術(shù)在國外已經(jīng)處于商業(yè)化運(yùn)營的初期階段，已建或在建的大規(guī)模商業(yè)化項(xiàng)目幾乎遍布了各大洲，該技術(shù)路線已展示出強(qiáng)大的市場及生命力。尤其是帶有儲熱的太陽能熱發(fā)電技術(shù)，由于具有更長的發(fā)電時(shí)長及更穩(wěn)定的電能輸出，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。我國的塔式熱發(fā)電事業(yè)目前還處于示范化運(yùn)營階段，近年來先后建成的一批示范電站有力促進(jìn)了太陽能熱發(fā)電事業(yè)在我國的開展，一旦獲得國家政策的穩(wěn)定支持，我國的太陽能熱發(fā)電事業(yè)將迎來一個(gè)快速發(fā)展期。

吸熱器是塔式太陽能熱電站的核心設(shè)備之一，它將定日鏡捕捉、反射、聚焦的太陽光接收并轉(zhuǎn)化為工質(zhì)的內(nèi)能，為發(fā)電機(jī)組提供所需的能量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)太陽能熱發(fā)電的過程。

對于塔式太陽能熱發(fā)電吸熱器，尤其是外露型的吸熱器，在緊挨著吸熱器受熱面上部和下部的一定距離內(nèi)均設(shè)有環(huán)形防護(hù)罩。在太陽能吸熱器正常工作時(shí)，系統(tǒng)通過調(diào)整鏡場內(nèi)各個(gè)鏡子的角度來滿足吸熱器的工質(zhì)加熱要求和熱負(fù)荷分布的要求。這一過程不可避免地會有一小部分能量(通常為向吸熱器投射能量的約3％)被投射到吸熱器投影范圍之外。這部分溢出的能量通常具有最高150～200kw/m²的熱負(fù)荷。如此高的熱負(fù)荷足以對直接照射的吸熱器部件產(chǎn)生破壞作用。而吸熱器的防護(hù)罩的主要作用則是保護(hù)從吸熱器上部和下部溢出的能量對防護(hù)罩后面的吸熱器部件(如集箱等)免受較高熱負(fù)荷的傷害而燒毀。目前吸熱器防護(hù)罩的表面通常敷設(shè)一層近似白體的涂層(太陽光反射率約為0.8，且為漫反射)來盡可能減少吸熱能力，從而使得大部分投射到防護(hù)罩的能量通過反射的方式返回大氣空間。顯然，這一部分能量是完全損失掉的，從而降低了吸熱器的吸熱效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提高塔式太陽能熱發(fā)電吸熱器的吸熱效率。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種塔式太陽能吸熱器防護(hù)罩，包括緊挨著吸熱器直接接收太陽能輻射部分的上部及下部布置的上防護(hù)罩和下防護(hù)罩，其特征在于，上防護(hù)罩的下表面為能夠?qū)⑻柟忡R面反射的平整表面，且在吸熱器直接接收太陽能輻射部分上方水平布置或向天空所在方向傾斜布置；

下防護(hù)罩的上表面為能夠?qū)⑻柟忡R面反射的平整表面，且向地面所在方向傾斜，傾斜的角度不超過70°。

優(yōu)選地，所述上防護(hù)罩為環(huán)形，環(huán)形上防護(hù)罩的內(nèi)環(huán)形狀與所述吸熱器直接接收太陽能輻射部分的管子外緣所圍的輪廓相結(jié)合；

所述下防護(hù)罩為環(huán)形，環(huán)形下防護(hù)罩的內(nèi)環(huán)形狀與所述吸熱器直接接收太陽能輻射部分的管子外緣所圍的輪廓相結(jié)合。

優(yōu)選地，所述上防護(hù)罩的外表面輪廓上的點(diǎn)至所述上防護(hù)罩內(nèi)表面輪廓的距離不大于7m。

優(yōu)選地，所述上防護(hù)罩的下表面向天空所在方向傾斜的角度不超過45°。

優(yōu)選地，所述上防護(hù)罩的下表面及所述下防護(hù)罩的上表面的太陽光反射率不小于0.9。

優(yōu)選地，所述上防護(hù)罩背面設(shè)有固定的連接裝置，所述上防護(hù)罩通過連接裝置與所述吸熱器相連來保持所述上防護(hù)罩的水平結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述下防護(hù)罩背面設(shè)有固定的支撐裝置，所述下防護(hù)罩通過支撐裝置與所述吸熱器或所述吸熱器所在塔相連來保持所述下防護(hù)罩的傾斜結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述下防護(hù)罩外邊緣最下端至所述吸熱器直接接收太陽能輻射部分下沿的豎直方向距離不超過7m。

優(yōu)選地，所述下防護(hù)罩下緣設(shè)置有沿下防護(hù)罩下緣形狀在豎直方向向下延伸一定高度的下防護(hù)罩附加部分，下防護(hù)罩附加部分表面為近似白體的涂層。

優(yōu)選地，所述上防護(hù)罩和所述下防護(hù)罩背面均設(shè)有用于對上防護(hù)罩的下表面及用于對下防護(hù)罩的上表面進(jìn)行冷卻的冷卻裝置。

在本發(fā)明中，吸熱器的上防護(hù)罩采用水平布置且下表面具有對太陽光具有鏡面反射功能的設(shè)計(jì)。與現(xiàn)有塔式太陽能吸熱器防護(hù)罩設(shè)計(jì)相比，本發(fā)明的這種上防護(hù)罩設(shè)計(jì)能夠使得絕大部分從吸熱器直接接收太陽能輻射部分上部溢出的太陽能通過水平設(shè)置的上防護(hù)罩反射后重新抵達(dá)吸熱器的直接接收太陽能輻射部分，從而在相同經(jīng)鏡場投射方式條件下，更多的能量被吸熱器接收，吸熱器的吸熱效率也因此提高。

在本發(fā)明中，吸熱器下防護(hù)罩采用向下傾斜且上表面具有對太陽光具有鏡面反射功能的設(shè)計(jì)。與現(xiàn)有塔式太陽能吸熱器防護(hù)罩設(shè)計(jì)相比，在本發(fā)明的這種下防護(hù)罩設(shè)計(jì)能夠使得絕大部分從吸熱器直接接收太陽能輻射部分下部溢出的太陽能通過傾斜設(shè)置的下防護(hù)罩反射后重新抵達(dá)吸熱器的直接接收太陽能輻射部分，從而在相同經(jīng)鏡場投射方式條件下，更多的能量被吸熱器接收，吸熱器的吸熱效率進(jìn)一步提高。

與傳統(tǒng)吸熱器防護(hù)罩表面為漫反射表面相比，在本發(fā)明中，上防護(hù)罩和下防護(hù)罩(不包括其附加部分)的反射面均采用鏡面反射率較高的平整鏡面，顯著增加了太陽光投射到吸熱器上的份額。

由于太陽光達(dá)到上防護(hù)罩和下防護(hù)罩表面后，大部分能量以鏡面反射的方式離開防護(hù)罩表面，只有非常小的一部分能量被防護(hù)罩的反射表面吸收，被防護(hù)罩反射表面吸收能量很小。因此，本發(fā)明所需上防護(hù)罩和下防護(hù)罩的冷卻能力也很小，其冷卻裝置也非常容易設(shè)計(jì)。

在吸熱器下部，仍有一小部分太陽光不可避免地從下防護(hù)罩上表面下端以下穿過。這部分能量仍然會對吸熱器下部支撐塔及其內(nèi)部的裝置造成損害。嚴(yán)重時(shí)，這一損害會威脅到塔對吸熱器的支撐。因此，在本發(fā)明中，通過設(shè)置下防護(hù)罩的附加部分來保證吸熱器下部支撐塔及其內(nèi)部的裝置免受太陽光過度照射而受到損害。

在本發(fā)明中，除下防護(hù)罩附加部分的表面外，防護(hù)罩其它反射表面均采用鏡面而非涂層。這一措施大大減少了涂層的用量，降低了吸熱器的成本。

與傳統(tǒng)吸熱器的防護(hù)罩設(shè)計(jì)相比，本發(fā)明所述的上防護(hù)罩和下防護(hù)罩在重量上有一定程度的增加，但其支吊和支撐要求較低且結(jié)構(gòu)簡單，并且防護(hù)罩外表面的冷卻要求不高，相關(guān)的設(shè)計(jì)難度很低。另外，防護(hù)罩部件的安裝、維護(hù)和更換也非常方便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的一種塔式太陽能吸熱器防護(hù)罩的俯視圖；

圖2為本發(fā)明提供的一種塔式太陽能吸熱器防護(hù)罩的主視圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。在本實(shí)施例中，面向天空方向?yàn)橄蛏希嫦虻孛娣较驗(yàn)橄蛳隆?/p>

本發(fā)明提供的一種塔式太陽能吸熱器防護(hù)罩，設(shè)置于豎直放置的吸熱器1上，包括上防護(hù)罩2和下防護(hù)罩3。吸熱器和防護(hù)罩的布置如圖1和圖2所示。吸熱器為正七邊形吸熱器。

上防護(hù)罩2緊挨著吸熱器1直接接收太陽能輻射部分的上部布置。上防護(hù)罩2的下表面在吸熱器1直接接收太陽能輻射部分上方水平布置，或者向上傾斜布置，傾斜角度不超過45°。上防護(hù)罩2的下表面為能夠?qū)⑻柟忡R面反射的平整表面，反射率為0.95。上防護(hù)罩2為環(huán)形，上防護(hù)罩2的內(nèi)環(huán)形狀與吸熱器1直接接收太陽能輻射部分的管子外緣所圍的輪廓相結(jié)合。

下防護(hù)罩3緊挨著吸熱器1直接接收太陽能輻射部分的下部布置。下防護(hù)罩3為環(huán)形，下防護(hù)罩3的內(nèi)環(huán)形狀與吸熱器直接接收太陽能輻射部分的管子外緣所圍的輪廓相結(jié)合。下防護(hù)罩3的上表面為能夠?qū)⑻柟忡R面反射的平整表面，反射率為0.95。下防護(hù)罩3的上表面向下傾斜α，α＝56.5°。

上防護(hù)罩2的外表面輪廓上的點(diǎn)至上防護(hù)罩2內(nèi)表面輪廓的距離為6m。

上防護(hù)罩2背面設(shè)有固定的連接裝置使其與吸熱器1的某部分連接來保持上防護(hù)罩2的水平結(jié)構(gòu)。

下防護(hù)罩3背面設(shè)有固定的支撐裝置使其與吸熱器1或吸熱器1所在塔的某部分連接來保持下防護(hù)罩3的傾斜結(jié)構(gòu)。

下防護(hù)罩3外邊緣最下端至吸熱器1直接接收太陽能輻射部分下沿的豎直方向距離t為6m。

下防護(hù)罩3下緣設(shè)置有沿下防護(hù)罩3下緣形狀在豎直方向向下延伸一定高度的下防護(hù)罩附加部分4，下防護(hù)罩附加部分4表面為近似白體的涂層。該涂層的太陽光反射率為0.8，且為漫反射。

上防護(hù)罩2和下防護(hù)罩3背面均設(shè)有簡易的冷卻裝置對鏡面進(jìn)行冷卻。

在本實(shí)施例中，吸熱器的上防護(hù)罩采用水平布置且下表面具有對太陽光具有鏡面反射功能的設(shè)計(jì)。與現(xiàn)有塔式太陽能吸熱器防護(hù)罩設(shè)計(jì)相比，本實(shí)施例的這種上防護(hù)罩設(shè)計(jì)能夠使得絕大部分從吸熱器直接接收太陽能輻射部分上部溢出的太陽能通過水平設(shè)置的上防護(hù)罩反射后重新抵達(dá)吸熱器的直接接收太陽能輻射部分，從而在相同經(jīng)鏡場投射方式條件下，更多的能量被吸熱器接收，吸熱器的吸熱效率也因此提高。

在本實(shí)施例中，吸熱器下防護(hù)罩采用向下傾斜且上表面具有對太陽光具有鏡面反射功能的設(shè)計(jì)。與現(xiàn)有塔式太陽能吸熱器防護(hù)罩設(shè)計(jì)相比，在本實(shí)施例的這種下防護(hù)罩設(shè)計(jì)能夠使得絕大部分從吸熱器直接接收太陽能輻射部分下部溢出的太陽能通過傾斜設(shè)置的下防護(hù)罩反射后重新抵達(dá)吸熱器的直接接收太陽能輻射部分，從而在相同經(jīng)鏡場投射方式條件下，更多的能量被吸熱器接收，吸熱器的吸熱效率進(jìn)一步提高。

與傳統(tǒng)吸熱器防護(hù)罩表面為漫反射表面相比，在本實(shí)施例中，上防護(hù)罩和下防護(hù)罩(不包括其附加部分)的反射面均采用鏡面反射率較高的平整鏡面，顯著增加了太陽光投射到吸熱器上的份額。

由于太陽光達(dá)到上防護(hù)罩和下防護(hù)罩表面后，大部分能量以鏡面反射的方式離開防護(hù)罩表面，只有非常小的一部分能量被防護(hù)罩的反射表面吸收，被防護(hù)罩反射表面吸收能量很小。因此，本實(shí)施例所需上防護(hù)罩和下防護(hù)罩的冷卻能力也很小，其冷卻裝置也非常容易設(shè)計(jì)。

在吸熱器下部，仍有一小部分太陽光不可避免地從下防護(hù)罩上表面下端以下穿過。這部分能量仍然會對吸熱器下部支撐塔及其內(nèi)部的裝置造成損害。嚴(yán)重時(shí)，這一損害會威脅到塔對吸熱器的支撐。因此，在本實(shí)施例中，通過設(shè)置下防護(hù)罩的附加部分來保證吸熱器下部支撐塔及其內(nèi)部的裝置免受太陽光過度照射而受到損害。

在本實(shí)施例中，除下防護(hù)罩附加部分的表面外，防護(hù)罩其它反射表面均采用鏡面而非涂層。這一措施大大減少了涂層的用量，降低了吸熱器的成本。

與傳統(tǒng)吸熱器的防護(hù)罩設(shè)計(jì)相比，本實(shí)施例所述的上防護(hù)罩和下防護(hù)罩在重量上有一定程度的增加，但其支吊和支撐要求較低且結(jié)構(gòu)簡單，并且防護(hù)罩外表面的冷卻要求不高，相關(guān)的設(shè)計(jì)難度很低。另外，防護(hù)罩部件的安裝、維護(hù)和更換也非常方便。