[發明專利]線塔式太陽能聚光集熱系統

無效

• 申請號: 201010252402.2
• 申請日: 2010-08-13
• 公開（公告）號: CN101929744A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 李應鵬
• 申請（專利權）人: 李應鵬
• 主分類號: F24J2/24
• 分類號: F24J2/24;F24J2/34;F24J2/10;F22B1/00
• 代理公司: 北京中海智圣知識產權代理有限公司 11282
• 代理人: 吳紅飛

技術領域

本發明涉及一種太陽能聚光集熱系統，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。

背景技術

太陽能熱發電技術是利用大規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，結合傳統汽輪發電機的工藝，從而達到發電的目的。采用太陽能熱發電技術，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電。

一般情況下，太陽能熱發電形式主要有槽式，塔式，碟式三種系統，而規模化的太陽能熱發電形式主要有槽式，塔式兩種。

槽式太陽能熱發電系統全稱為槽式拋物面反射鏡太陽能熱發電系統，是將多個槽型拋物面聚光集熱器經過串并聯的排列，加熱工質，產生高溫蒸汽，驅動汽輪機發電機組發電。如專利號為ZL200710065697.0的發明專利就公開了一種槽式聚光太陽能熱電聯供復合系統，該系統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電系統，聚光比較小，太陽方位角損失較大，發電效率低。

太陽能塔式發電是應用的塔式系統。塔式系統又稱集中式系統。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，經過蓄熱環節，再輸入熱動力機，膨脹做工，帶動發電機，最后以電能的形式輸出。主要由聚光子系統、集熱子系統、蓄熱子系統、發電子系統等部分組成。如申請號為200710175970.5的發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電系統，該系統至少包括光熱轉換子系統、雙級蓄熱子系統和動力子系統。具有這種結構的太陽能熱發電系統，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。

太陽能碟式發電也稱盤式系統。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百到數千倍，因而可產生非常高的溫度。但是這種碟式太陽能發電系統屬于小型系統，不易于大型化。

發明內容

本發明的目的就是克服現有技術中的不足，提供一種線式吸熱管和塔式光跟蹤鏡場相結合、集熱效率高、可大型使用的線塔式太陽能聚光集熱系統。

為解決現有技術中的問題，本發明采用了如下的技術方案：系統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電機相連接。

進一步，所述吸熱管內的熱傳輸工質為水。

本發明線塔式太陽能聚光集熱系統的優點是：

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、化學性質穩定，過熱蒸汽工作溫度可達600℃，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。