一種太陽(yáng)能光熱電站及其吸熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽(yáng)能光熱電站領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能光熱電站由于太陽(yáng)能資源的廣泛性、無(wú)污染性在新能源領(lǐng)域備受關(guān)注，并以其巨大的商業(yè)前景吸引了大量的科研人員進(jìn)行研宄。吸熱器作為太陽(yáng)能光熱電站的核心設(shè)備，將定日鏡場(chǎng)聚焦得到的高熱流密度太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為工質(zhì)熱能。
[0003]目前大型商業(yè)化電站通常采用的圓周式或腔式吸熱器，均是由吸熱管屏構(gòu)成的圓周式或腔式受熱面接受鏡場(chǎng)聚焦光斑照射，受熱面升溫后通過壁面將熱量向其內(nèi)部流動(dòng)的工質(zhì)傳遞。受熱管屏吸收經(jīng)過鏡場(chǎng)聚焦的太陽(yáng)光，一方面表面能流密度高且分布不均，加之受熱管屏表面屬于半周受熱，容易造成受熱管屏局部過熱或者過度的溫差導(dǎo)致管屏熱應(yīng)力損壞；另一方面，采用受熱管作為工質(zhì)流通途徑，流通速度受限，傳熱效率不高，且吸熱器布置于高塔之上，存在著諸多問題:受高空強(qiáng)風(fēng)影響，吸熱器外表面對(duì)流熱損較大，熱效率較低；高空布置，需配置高揚(yáng)程循環(huán)泵，設(shè)備成本及廠用電耗增加；工質(zhì)管道較長(zhǎng)，系統(tǒng)復(fù)雜，增加了泄漏可能性；高空布置吸熱器方案隨著電站規(guī)模的放大，吸熱器體積及布置高度也需隨著提升，直接導(dǎo)致吸熱器前期安裝和后期運(yùn)維難度及風(fēng)險(xiǎn)的加大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:提出了一種適用于光熱電站、布置于地面的吸熱系統(tǒng)，鏡場(chǎng)聚焦光斑直接照射吸熱工質(zhì)，直接解決現(xiàn)有光熱電站采用吸熱器高空布置所引起的安裝運(yùn)維困難、管屏受熱不均，制造成本高，廠用電耗大等問題。
[0005]本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]一種太陽(yáng)能光熱電站用吸熱系統(tǒng)，包括吸熱工質(zhì)入口管路，工質(zhì)緩沖罐，以及吸熱工質(zhì)出口管路，吸熱工質(zhì)經(jīng)所述吸熱工質(zhì)入口管路進(jìn)入工質(zhì)緩沖罐，工質(zhì)緩沖罐設(shè)置工質(zhì)入口且兼作聚焦光斑入射口，聚焦光斑不經(jīng)過受熱管而直接照射工質(zhì)緩沖罐內(nèi)的工質(zhì)，工質(zhì)吸熱后由吸熱工質(zhì)出口管路出工質(zhì)緩沖罐。
[0007]作為選擇，還包括帶噴嘴的入口集箱和耐高溫底板，所述吸熱工質(zhì)經(jīng)所述吸熱工質(zhì)入口管路進(jìn)入所述入口集箱，經(jīng)入口集箱上的噴嘴噴射后流經(jīng)所述耐高溫底板表面，在流動(dòng)過程中接收聚焦光斑的照射并吸熱，最后流入所述工質(zhì)緩沖罐。
[0008]作為進(jìn)一步選擇，所述入口集箱、耐高溫底板和工質(zhì)緩沖罐從上自下依次布置，所述耐高溫底板呈倒錐形，且入口集箱布置于其上口。
[0009]作為進(jìn)一步選擇，所述耐高溫底板的上口上方還設(shè)有透光隔塵裝置。
[0010]作為選擇，還包括設(shè)于所述吸熱工質(zhì)出口管路上的工質(zhì)循環(huán)泵和高溫溫控閥，所述吸熱工質(zhì)出口管路和吸熱工質(zhì)入口管路之間還設(shè)有帶低溫溫控閥的旁路。
[0011]一種采用前述吸熱系統(tǒng)的太陽(yáng)能光熱電站，包括聚焦太陽(yáng)能形成所述聚焦光斑的鏡場(chǎng)，以及所述吸熱系統(tǒng)，所述吸熱系統(tǒng)布置于地面接受所述鏡場(chǎng)聚焦光斑的照射。
[0012]作為選擇，所述鏡場(chǎng)聚焦光斑經(jīng)至少一次反射照射所述吸熱系統(tǒng)。
[0013]前述本發(fā)明主方案及其各進(jìn)一步選擇方案可以自由組合以形成多個(gè)方案，均為本發(fā)明可采用并要求保護(hù)的方案:如本發(fā)明，各選擇即可和其他選擇任意組合，本領(lǐng)域技術(shù)人員在了解本發(fā)明方案后根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和公知常識(shí)可明了有多種組合，均為本發(fā)明所要保護(hù)的技術(shù)方案，在此不做窮舉。
[0014]本發(fā)明的有益效果:與現(xiàn)有的工質(zhì)吸熱器系統(tǒng)相比，本專利中工質(zhì)經(jīng)噴嘴以射流方式流經(jīng)耐高溫底板，工質(zhì)作為吸熱體直接接受聚焦光斑照射將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，同時(shí)位于耐高溫底板底部的工質(zhì)緩沖罐入口兼作為聚焦光斑入射口，允許聚焦光斑直接照射緩沖罐內(nèi)的工質(zhì)，放棄了傳統(tǒng)的管道傳熱方式，能夠承受較高的光斑能流密度，不存在吸熱器受熱管屏局部過熱問題，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低；同時(shí)作為一種地面布置的吸熱器系統(tǒng)，便于系統(tǒng)的安裝、運(yùn)行和維護(hù)，又在經(jīng)濟(jì)上降低了設(shè)備投資，減小了廠用電耗，具有較大的實(shí)用意義和推廣價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的裝置流程示意圖；
[0016]1-工質(zhì)入口管路，2-工質(zhì)入口集箱，3-集箱噴嘴，4-耐高溫底板，5-工質(zhì)緩沖罐，6-工質(zhì)緩沖罐入口兼聚焦光斑入射口，7-工質(zhì)循環(huán)泵，8-工質(zhì)出口管路，9-高溫溫控閥，10-工質(zhì)出口管路旁路，11-低溫溫控閥。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下列非限制性實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明。
[0018]參考圖1所示，一種太陽(yáng)能光熱電站用吸熱系統(tǒng)，包括有(吸熱)工質(zhì)入口管路1，帶噴嘴3的工質(zhì)入口集箱2，耐高溫底板4，工質(zhì)緩沖罐5，工質(zhì)循環(huán)泵7以及(吸熱)工質(zhì)出口管路8等。入口集箱2布置于耐高溫底板4的上邊沿，耐高溫底板4呈錐體布置，工質(zhì)緩沖罐5設(shè)置于錐體底部，其工質(zhì)入口 6兼作為聚焦光斑入射口。作為一種簡(jiǎn)化系統(tǒng)，也可以由(吸熱)工質(zhì)入口管路1，工質(zhì)緩沖罐5，工質(zhì)循環(huán)泵7，(吸熱)工質(zhì)出口管路10組成，設(shè)置在工質(zhì)緩沖罐5頂部的工質(zhì)入口兼作聚焦光斑入射口 6。
[0019]在光熱電站運(yùn)行過程中，低溫工質(zhì)經(jīng)低溫工質(zhì)泵由工質(zhì)入口管路I進(jìn)入工質(zhì)入口集箱2，經(jīng)集箱上的噴嘴3噴射后流經(jīng)耐高溫底板4表面，在流動(dòng)過程中接收聚焦光斑的照射并吸熱，最后進(jìn)入底部的工質(zhì)緩沖罐5中。耐高溫底板底部為緩沖罐工質(zhì)入口 6兼聚焦光斑入射口，允許聚焦光斑直接照射緩沖罐5內(nèi)的工質(zhì)。入射光斑可以直接從緩沖罐頂部的聚焦光斑入射口 6進(jìn)入直接照射傳熱工質(zhì)。作為一種簡(jiǎn)化系統(tǒng)，可以取消工質(zhì)入口集箱2和耐高溫底板4，低溫工質(zhì)由低溫工質(zhì)泵經(jīng)工質(zhì)入口管路I送入工質(zhì)緩沖罐5，聚焦光斑通過工質(zhì)緩沖罐5的聚集光斑入射口 6直接照射內(nèi)部工質(zhì)。
[0020]工質(zhì)緩沖罐5頂部還安裝有工質(zhì)循環(huán)泵7，將緩沖罐內(nèi)吸收光斑熱能的工質(zhì)送至工質(zhì)出口管路8。出口管路8上安裝有高溫溫控閥9，出口管路旁路10上安裝有低溫溫控閥11，當(dāng)工質(zhì)溫度達(dá)到高溫溫控閥9開啟設(shè)置溫度后工質(zhì)經(jīng)出口管路8進(jìn)入高溫工質(zhì)罐儲(chǔ)存，當(dāng)工質(zhì)溫度低于高溫溫控閥9開啟設(shè)置溫度時(shí)低溫溫控閥11開啟工質(zhì)經(jīng)出口管路旁路10重新進(jìn)入吸熱系統(tǒng)入口管路1，與來(lái)自低溫泵的低溫工質(zhì)進(jìn)行混合后進(jìn)入吸熱系統(tǒng)進(jìn)行吸熱。
[0021]作為可選方案，入口集箱2呈方形布置，耐高溫底板4可構(gòu)成一四面錐體；入口集箱2呈圓形布置，耐高溫底板4可構(gòu)成一圓形錐體。
[0022]作為可選擇方案，在耐高溫底板4構(gòu)成的錐體上方可布置高透光隔離粉塵雜質(zhì)的設(shè)置。
[0023]作為可選方案，此專利可以用于二次反射系統(tǒng)。鏡場(chǎng)聚焦光斑經(jīng)至少一次反射照射吸熱系統(tǒng)。顯然，本方案還可以用于一次反射聚焦系統(tǒng)，即鏡場(chǎng)布置于高位，鏡場(chǎng)聚焦光斑直接照射地面的吸熱系統(tǒng)。
[0024]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太陽(yáng)能光熱電站用吸熱系統(tǒng)，其特征在于:包括吸熱工質(zhì)入口管路，工質(zhì)緩沖罐，以及吸熱工質(zhì)出口管路，吸熱工質(zhì)經(jīng)所述吸熱工質(zhì)入口管路進(jìn)入工質(zhì)緩沖罐，工質(zhì)緩沖罐設(shè)置有工質(zhì)入口且兼作聚焦光斑入射口，聚焦光斑不經(jīng)過受熱管而直接照射工質(zhì)緩沖罐內(nèi)的工質(zhì)，工質(zhì)吸熱后由吸熱工質(zhì)出口管路出工質(zhì)緩沖罐。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能光熱電站用吸熱系統(tǒng)，其特征在于:還包括帶噴嘴的入口集箱和耐高溫底板，所述吸熱工質(zhì)經(jīng)所述吸熱工質(zhì)入口管路進(jìn)入所述入口集箱，經(jīng)入口集箱上的噴嘴噴射后流經(jīng)所述耐高溫底板表面，在流動(dòng)過程中接收聚焦光斑的照射并吸熱，最后流入所述工質(zhì)緩沖罐。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能光熱電站用吸熱系統(tǒng)，其特征在于:所述入口集箱、耐高溫底板和工質(zhì)緩沖罐從上自下依次布置，所述耐高溫底板呈倒錐形，且入口集箱布置于其上口。
4.如權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)能光熱電站用吸熱系統(tǒng)，其特征在于:所述耐高溫底板的上口上方還設(shè)有透光隔塵裝置。
5.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能光熱電站用吸熱系統(tǒng)，其特征在于:還包括設(shè)于所述吸熱工質(zhì)出口管路上的工質(zhì)循環(huán)泵和高溫溫控閥，所述吸熱工質(zhì)出口管路和吸熱工質(zhì)入口管路之間還設(shè)有帶低溫溫控閥的旁路。
6.一種采用權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求所述吸熱系統(tǒng)的太陽(yáng)能光熱電站，其特征在于:包括聚焦太陽(yáng)能形成所述聚焦光斑的鏡場(chǎng)，以及所述吸熱系統(tǒng)，所述吸熱系統(tǒng)布置于地面接受所述鏡場(chǎng)聚焦光斑的照射。
7.如權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能光熱電站，其特征在于:所述鏡場(chǎng)聚焦光斑經(jīng)至少一次反射照射所述吸熱系統(tǒng)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太陽(yáng)能光熱電站及其吸熱系統(tǒng)，屬于太陽(yáng)能光熱電站領(lǐng)域，包括吸熱工質(zhì)入口管路，工質(zhì)緩沖罐，以及吸熱工質(zhì)出口管路，吸熱工質(zhì)經(jīng)所述吸熱工質(zhì)入口管路進(jìn)入工質(zhì)緩沖罐，工質(zhì)緩沖罐設(shè)置有工質(zhì)入口且兼作聚焦光斑入射口，聚焦光斑不經(jīng)過受熱管而直接照射工質(zhì)緩沖罐內(nèi)的工質(zhì)，工質(zhì)吸熱后由吸熱工質(zhì)出口管路出工質(zhì)緩沖罐。本發(fā)明是一種適用于光熱電站、布置于地面的吸熱系統(tǒng)，鏡場(chǎng)聚焦光斑直接照射吸熱工質(zhì)，直接解決現(xiàn)有光熱電站采用吸熱器高空布置所引起的安裝運(yùn)維困難、管屏受熱不均，制造成本高，廠用電耗大等問題。
【IPC分類】F24J2-46, F24J2-34
【公開號(hào)】CN104713251
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510130446
【發(fā)明人】李有霞, 丁路, 奚正穩(wěn), 臧平偉, 孫登科
【申請(qǐng)人】東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年3月24日