[發明專利]一種線性太陽能聚光器及其熱量轉移方法

無效

• 申請號: 201210135848.6
• 申請日: 2012-05-03
• 公開（公告）號: CN102767913A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 約翰·文
• 申請（專利權）人: 康雪慧
• 主分類號: F24J2/06
• 分類號: F24J2/06;F24J2/34;F24J2/40
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理事務所(普通合伙) 11200
• 代理人: 余長江

技術領域

本發明涉及一種太陽能聚光器，尤其涉及一種線性太陽能聚光器及其熱量轉移方法，屬于太陽能集熱設備技術領域。

背景技術

為轉移集熱管里的熱量，集熱管中通過導熱流體，目前使用的有水、礦物油或熔鹽。線性太陽能聚光器是將太陽能聚集到一條焦線或準焦線的一種裝置。其中的一種形式是包含由數個反光區域構成的線性拋物面聚光器，該聚光器固定到精確追蹤太陽的鋼結構上。在焦線上放置吸熱管，用于捕捉太陽輻射。通過在吸熱管外部同心安裝玻璃管，并在玻璃管和吸熱管之間抽真空，可以提高效率。這樣的集熱管在市場上廣泛存在。

有些熔鹽在高溫下極度穩定，蒸汽壓力很低。這能允許系統在高溫運行時循環熔鹽壓力增加幅度最小。

這種熔鹽對于太陽能的缺點是，它們在70-250度的溫度范圍內就凝固。因此不利于集熱器中熔鹽的填充，運行效率低。熔點低的熔鹽雖然填充效率高，但是熔點越低的鹽腐蝕性越強，成本越高，穩定性也越低。

發明內容

針對現有技術中的問題，本發明的目的在于提供一種線性太陽能聚光器及其熱量轉移方法；本發明描述了一種新的途徑，以解決新安裝工程的啟動、夜晚從集熱管中抽空大部分鹽，以及日出時啟動裝置的困難。

本發明的技術方案為：

一種線性太陽能聚光器，其特征在于包含至少一條集熱線，所述集熱線冷端包含至少一個連接壓縮氣體的接口1和至少一個連接熔鹽的接口2；所述接口1通過閥門與壓縮氣體管道連接，所述接口2通過閥門與主冷熔鹽管道連接，所述集熱線熱端與主熱熔鹽管道連接。

進一步的，所述壓縮氣體為二氧化碳氣體或氦氣。

進一步的，所述壓縮氣體中包含有二氧化碳氣體或氦氣。

進一步的，所述集熱線上設有多個溫度傳感器；所述溫度傳感器通過數據線與聚光器的控制單元連接。

進一步的，所述閥門為自動控制閥門，所述自動控制閥門通過數據線與聚光器的控制單元連接。

一種線性太陽能聚光器的熱量轉移方法，其步驟為：

1)將線性太陽能聚光器的集熱線冷端分別與一壓縮氣體管道、一主冷熔鹽管道連接，集熱線熱端與主熱熔鹽管道連接；

2)確定開始熱量轉移時，開啟集熱線冷端與壓縮氣體管道的閥門，調整聚光器對準太陽聚焦，對集熱線進行預熱后，打開集熱線冷端與主冷熔鹽管道的閥門，使主冷熔鹽管道中的熔鹽和壓縮氣體管道中的氣態流體混合進入集熱線中，形成雙相流；

3)逐漸減少氣態流體流量，逐漸增多熔鹽流量，當整個集熱線充滿熔鹽時，聚光器連續追蹤太陽能；

4)確定熱量轉移結束時，再次緩慢打開冷端與壓縮氣體管道的閥門，再次形成雙相流體，將熔鹽推出集熱線外。

與現有技術相比，本發明的技術效果為：

本發明的線性太陽能聚光器能夠提高集熱管中熔鹽的流動性能，大大加快集熱管中熔鹽的熱能轉移，本發明具有結構簡單易于實現、運行效率高，成本低、穩定性好的特點，具有廣泛的市場前景。

附圖說明

附圖為本發明線性太陽能聚光器結構圖。

具體實施方式

如圖所示，本發明線性太陽能聚光器中使用了兩種流體。一種是導熱性能好的氣態流體，如CO₂或氦氣，或者包括CO₂或氦氣的多種氣體，另一種是熔鹽。

集熱線包含一排1000米的拋物面槽式集熱器。在其焦線上，放置有一列250支集熱管。每支集熱管之間通過MIG焊連接到一起，組成1000米長的通道，導熱流體從里面流過。集熱器列入口處(冷端)通過閥門與兩條管路連接，通過閥門可以關閉其連接。一條管路中填充從主冷端熔鹽頭部過來的承壓熔鹽，另一管路中填充預加熱過的壓縮氣態流體。

集熱線的另一端，連接到主熱端熔鹽頭部。

日出時，開啟氣態流體閥，使聚光器對準太陽聚焦。沿線布置的溫度傳感器監控氣態流體溫度的升高情況。通過將聚光器移入或移出陽光聚焦位置，可以限制氣態流體溫度漲幅。當集熱器的集熱線已經預熱，可以緩慢打開熔鹽閥門。這樣，熔鹽和氣態流體混合物進入線路中，形成雙相流，增加熱傳導。逐漸減少氣態流體流量，開放熔鹽流量。一旦整個集熱線充滿熔鹽時，聚光器連續追蹤太陽能，溫度將升高。控制進入集熱線的熔鹽的量，進而控制溫度升高總量為250攝氏度左右。

夜晚當光場即將關閉時，再次緩慢打開氣態流體閥門，再次形成雙相流體，將熱的熔鹽推出集熱管外。通過這種方式，一大部分的熱能可以從集熱管中轉移出來進行儲存。