柱面體吸熱器的外保溫罩裝置的製作方法
2023-05-02 22:23:01
專利名稱：柱面體吸熱器的外保溫罩裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能利用技術領域的高溫熱發電技術，尤其是涉及一種柱面體吸熱器的外保溫罩裝置。
背景技術：
太陽能的高溫熱發電技術是太陽能利用的一個重要方向，根據聚焦方式的不同通常分為槽式、塔式、碟式三種。而塔式熱發電技術以其大容量、高參數、長蓄熱等特點而倍受關注。常見的塔式熱發電吸熱器結構有腔體式和柱面體兩種:
腔體式吸熱器為內表面受熱，向空開口面積小、熱效率較高；但內表面的熱負荷分布不均勻，容易導致受熱面超溫爆管事故的發生；同時該類型吸熱器結構相對複雜，給製造加工也帶來一定困難。柱面型吸熱器為外受光型，由於外表面的向空面積大，散熱較高，因此熱效率略低於腔體式結構的吸熱器；但其結構相對簡單，加工方便，同時柱面體吸熱器的外表面熱負荷分布較易控制，運行更為安全。相關的研究表面:吸熱器的熱效率會隨著表面熱負荷強度的增加而提高，散熱部分所佔的比例會逐漸降低；因此對於大容量的塔式吸熱器，採用柱面體吸熱器也可以達到較高的效率。塔式熱發電的吸熱介質通常採用熔鹽、水/水蒸汽、有機工質、液態金屬等，太陽能晝夜交替的特性給吸熱系統的運行帶來了不少的困難。以熔鹽載熱介質為例，由於熔鹽的凝固點通常較高(常用的太陽能熔鹽凝固點高於200°C)，為防止熔鹽凝固，在夜晚、陰雨或多雲等天氣條件下，必須放空吸熱器及管路內的熔鹽；而在太陽輻射條件滿足時，又需要對管路、吸熱器等進行預熱(通常採用電伴熱方式，這會提高太陽能發電機組的廠用電率)，當吸熱器系統達到一定的溫度時，再建立熔鹽系統的循環。對太陽能熱力裝置這種頻繁的啟停、充灌，不但增加了運行的難度，還要為系統的預熱消耗掉大量電能，同時交變的疲勞應力會縮短吸熱器等熱力裝置的使用壽命。
發明內容
本發明主要是解決現有技術所存在的不足，從而開發一種結構簡單，保溫效果理想，操作方便的柱面體吸熱器外保溫罩裝置。本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的:一種柱面體吸熱器的外保溫罩裝置，包含有吸熱器，在吸熱器上面裝有吸熱塔架，其特徵在於:所述吸熱器四周裝有與其有一定間隙的外保溫罩，所述外保溫罩上裝有升降裝置，在所述外保溫罩與吸熱器或吸熱塔架之間裝有導向限位裝置。在外罩與吸熱器之間形成封閉的空腔，由此可以減少吸熱器的散熱損失。外保溫罩還可以對吸熱器起到防雨、防塵的效果，由此延緩吸熱器表面塗層的老化，這對保持吸熱器的高效狀態也是有益的。本發明的技術方案還可以進一步完善: 作為優選，所述升降裝置包括電機、絞盤、鋼纜和滑輪組；在所述吸熱塔架上安裝有電機和與電機相連的絞盤，連接在絞盤上的鋼纜的另一端通過固定在支架上的滑輪組連接在外保溫罩上。作為優選，在吸熱器的上、下兩端設有上、下密封槽，所述上密封槽與外保溫罩的上埠相配合，下密封槽與外保溫罩的下埠相配合。當外保溫罩下落到吸熱器的外側時，外保溫罩的上下兩端與密封槽緊密結合，在外罩與吸熱器之間形成封閉的空腔，由此可以減少吸熱器的散熱損失。作為優選，所述密封槽採用齒形密封體。作為優選，所述導向限位裝置包括固定在外保溫罩上端內側、吸熱器上密封槽外側的若干對導向輪，與導向輪相對應吸熱塔架上安裝有導軌裝置。在外保溫罩上下移動時，導向輪和導軌可以起到限位作用，使吸熱器外保溫罩的移動更平穩、定位更精確。作為優選，所述外保溫罩由支撐護板和覆蓋在支撐護板上的保溫材料構成。在吸熱器正常工作時，外保溫罩被上述機械裝置固定於吸熱器上方；而在夜晚等無太陽輻射的天氣條件下，外保溫罩被上述機械裝置放下，並固定於吸熱器的外側；在外保護罩與吸熱器之間有特殊結構的密封裝置，使二者之間形成封閉的空腔，以降低吸熱器對環境的散熱損失。本發明有益效果是:
(1)外保溫罩的特殊結構能夠在它和吸熱器之間形成密封空間，最大限度地減少了吸熱器對環境的散熱損失，因此只需要提供較少的能量就能夠維持吸熱系統溫度的相對穩定;
(2)外保溫罩對吸熱器有良好的防雨、防塵效果，對吸熱器表面的塗層有良好的保護作用，使吸熱器的熱性能保持在一個較高的狀態；
(3)縮短了太陽能系統的啟動過程，延長了太陽能系統的發電時間，同時減少了系統預熱的電能消耗，由此可以提高太陽能電站的總電量輸出；
(4)外保溫罩裝置改變了太陽能系統的頻繁啟停特性，減小了太陽能吸熱器的熱疲勞應力，提升了系統的安全性，由此可以大大提高吸熱器等裝置的使用壽命。柱面體吸熱器的外保溫罩裝置結構簡單、操作方便，能夠在吸熱器停止工作時產生良好的保溫、保護效果，使吸熱器處於高溫的熱備用狀態。這樣在太陽輻射條件滿足時，可以快速投入吸熱器，增加系統的發電時間，減少系統用於預熱的電能消耗。同時這種保溫、防護裝置徹底改變了太陽能吸熱器頻繁啟停的工作特性，減少了熱疲勞應力，延長了吸熱器的使用壽命，提升了系統的安全性。
附圖1是本發明的一種結構示意 附圖2是本發明的另一種狀態時的結構示意圖。附圖標記說明:1、密封槽，2、吸熱器，3、上密封槽，4、外保溫罩，5、滑輪組，6、電機，
7、絞盤，8、吸熱塔架，9、鋼纜，10、導向輪。
具體實施方式
下面通過實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。實施例:
如圖所示的柱面體吸熱器的外保溫罩裝置，圖1為太陽能吸熱器工作時，外保溫罩裝置處於高位懸停狀態；圖2為太陽能吸熱器處於備用狀態時，外保溫裝置與吸熱器結合，對吸熱器起到保溫、防護作用。在柱面體吸熱器的外側，設計一種特殊結構的外保溫罩，並通過導向輪、滑輪組、絞盤等機械裝置安裝於吸熱塔架上部。在吸熱器正常工作時，外保溫罩被上述機械裝置固定於吸熱器上方；而在夜晚等無太陽輻射的天氣條件下，外保溫罩被上述機械裝置放下，並固定於吸熱器的外側；在外保溫罩與吸熱器之間有特殊結構的密封裝置，使二者之間形成封閉的空腔，以降低吸熱器對環境的散熱損失。裝置的具體結構:包含有吸熱器2，在吸熱器上面裝有吸熱塔架8，所述吸熱器四周裝有與其有一定間隙的外保溫罩4，所述外保溫罩由支撐護板和覆蓋在支撐護板上的保溫材料構成，所述外保溫罩4上裝有升降裝置，在所述外保溫罩4與吸熱器2或吸熱塔架8之間裝有導向限位裝置。所述升降裝置包括安裝在吸熱塔架的頂部的電機6、與電機相連的絞盤7，連接在絞盤上的鋼纜9通過固定在支架上的滑輪組5連接在外保溫罩4上。在所述吸熱器2的上、下兩端設有採用齒形密封體的上、下密封槽3、1，所述上密封槽3與外保溫罩的上埠相配合，下密封槽I與外保溫罩的下埠相配合。所述導向限位裝置包括固定在外保溫罩4上端內側、吸熱器2上密封槽3外側的導向輪10，和與導向輪相對應的吸熱塔架上安裝的導軌裝置。本發明的正常工作流程描述如下:
傍晚或有雲的條件下，吸熱器2即將停止工作時，移開吸熱器2表面的太陽光斑，電機6帶動絞盤7轉動，以適當的速度鬆開鋼纜9，外保溫罩4受重力作用逐漸落下。外保溫罩4的上端內側和上密封槽外側，安裝有導向輪10，在吸熱器塔架8上安裝有導軌。導向輪10和導軌能夠限定外保溫罩4下落的軌跡，避免外保溫罩4產生擺動。當外保溫罩4下落到上密封槽3和下密封槽I位置時，限位開關動作，使電機停轉。此時外保溫罩4與吸熱器2緊密結合，並在二者之間形成密閉的空氣夾層，由此可以減少吸熱器2對環境的散熱損失。此時吸熱器內的載熱工質仍然保持循環狀態，以彌補吸熱器2對環境的散熱損失，使吸熱器及附屬管路的溫度能保持相對穩定。由於吸熱器2的散熱損失小，因此載熱工質循環可以保持在一個較小的流量下實現，由此可以減少工質驅動消耗的能量。當太陽輻射條件滿足時(早晨或雲量移出鏡場後)，可以實現外保溫罩4快速移離吸熱器2。由於吸熱器系統一直處於高溫的熱備用狀態，因此可以快速投入定日鏡，使系統恢復到正常工作狀態。具體過程為:
電機6帶動絞盤I轉動，收緊鋼纜9，使滑輪組5上懸吊的外保溫罩4逐漸提升，到達限度位置後停止。吸熱器2露出後可以根據升負荷要求，快速投入定日鏡系統，使系統儘快進入到正常發電狀態。吸熱器停止工作期間，為了維持吸熱器及管路的正常溫度，可以用載熱介質(熔鹽等)低流量循環的方式來實現，這種低流量的循環方式可以減少運行能耗。在早晨正常啟動時，通過上述相關輔助裝置移除外吸熱器的外保溫罩，就可以使吸熱器立即投入到正常運行的狀態。由此可以縮短吸熱器系統的啟動時間，增加太陽能電站的發電時間；同時啟動階段管路及吸熱器預熱消耗的電能大大減少；更為關鍵的是吸熱器和相關管路不再經歷頻繁啟動而帶來的冷熱應力，由此可以大大提高吸熱器系統的壽命。
權利要求
1.一種柱面體吸熱器的外保溫罩裝置，包含有吸熱器，在吸熱器上面裝有吸熱塔架，其特徵在於:所述吸熱器四周裝有與其有一定間隙的外保溫罩，所述外保溫罩上裝有升降裝置，在所述外保溫罩與吸熱器或吸熱塔架之間裝有導向限位裝置。
2.根據權利要求1所述的柱面體吸熱器的外保溫罩裝置，其特徵在於:所述升降裝置包括電機、絞盤、鋼纜和滑輪組；在所述吸熱塔架上安裝有電機和與電機相連的絞盤，連接在絞盤上的鋼纜的另一端通過固定在支架上的滑輪組連接在外保溫罩上。
3.根據權利要求1或2所述的柱面體吸熱器的外保溫罩裝置，其特徵在於:在吸熱器的上、下兩端設有上、下密封槽，所述上密封槽與外保溫罩的上埠相配合，下密封槽與外保溫罩的下埠相配合。
4.根據權利要求3所述的柱面體吸熱器的外保溫罩裝置，其特徵在於:所述密封槽採用齒形密封體。
5.根據權利要求1或2所述的柱面體吸熱器的外保溫罩裝置，其特徵在於:所述導向限位裝置包括導向輪和導軌裝置；所述導向輪安裝在外保溫罩上端內側和吸熱器上密封槽外側，所述導軌裝置安裝在與導向輪相對應的吸熱塔架上。
6.根據權利要求1或2所述的柱面體吸熱器的外保溫罩裝置，其特徵在於:所述外保溫罩由支撐護板和覆蓋在支撐護板上的保溫材料構成。
全文摘要
本發明公開了一種柱面體吸熱器的外保溫罩裝置，包含有吸熱器，在吸熱器上面裝有吸熱塔架，其特徵在於所述吸熱器四周裝有與其有一定間隙的外保溫罩，所述外保溫罩上裝有升降裝置，在所述外保溫罩與吸熱器或吸熱塔架之間裝有導向限位裝置，所述升降裝置包括電機、絞盤、鋼纜和滑輪組；在所述吸熱塔架上安裝有電機和與電機相連的絞盤，連接在絞盤上的鋼纜的另一端通過固定在支架上的滑輪組連接在外保溫罩上，所述導向限位裝置包括固定在外保溫罩上、下兩端內側的若干對導向輪和與導向輪相對應的吸熱塔架上裝設有導軌。本發明最大限度地減少了吸熱器對環境的散熱損失，減小了太陽能吸熱器的熱疲勞應力，提升了系統的安全性，由此可以大大提高吸熱器等裝置的使用壽命。
文檔編號F24J2/46GK103115444SQ20121051478
公開日2013年5月22日 申請日期2012年12月5日 優先權日2012年12月5日
發明者姚飛奇, 劉可亮, 侯曉東, 應仁麗, 趙劍雲 申請人:杭州鍋爐集團股份有限公司