[實(shí)用新型]橋式大容量高聚光比復(fù)合菲涅爾線聚光反射裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220346960.X
• 申請(qǐng)日: 2012-07-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202792603U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳宇;湯延令;曾忠旺;陳獻(xiàn)春;張錦坤;何多微;蔣孝科;王寅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): F24J2/10
• 分類號(hào): F24J2/10;F24J2/24;H02N6/00;G02B7/198
• 代理公司: 福州展暉專利事務(wù)所 35201
• 代理人: 陳如濤

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種具有聚焦元件的太陽(yáng)能集熱器，特別是一種橋式大容量高聚光比復(fù)合菲涅爾線聚光反射裝置。

背景技術(shù)

菲涅爾透鏡具有聚光作用，在太陽(yáng)能熱發(fā)電大型聚光裝置的應(yīng)用中，主要采用反射式菲涅爾設(shè)備。現(xiàn)有技術(shù)中菲涅爾反射裝置的種類很多，如廣泛應(yīng)用的緊湊式線聚焦菲涅爾反射器（Compact?Linear?Fresnel?Reflector，簡(jiǎn)稱CLFR），由分布在下方的緊湊排列的復(fù)數(shù)個(gè)菲涅爾反射鏡和上方的太陽(yáng)能集熱管組成參照專利，ZL200880112788.8；還有拋物線槽式聚光裝置，也是常用的太陽(yáng)能熱發(fā)電聚光裝置，其所使用的反射鏡采用拋物線形，凹面面向太陽(yáng)方向，在凹面上方聚集位置設(shè)置太能能集熱管；還有塔式聚光裝置，其包括位于中心點(diǎn)的塔式太陽(yáng)能集熱設(shè)備和以該中心為圓心向外布列的多層環(huán)形拋物線碟式菲涅爾反射裝置；除此之外，還有一種二次反射的菲涅爾線聚光反射裝置，其在類似CLFR結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在集熱管上部設(shè)置二次反射罩，參照意大利專利申請(qǐng)?zhí)朢M2010A000437，用以將陽(yáng)光反射到集熱管頂部，以均衡集熱管的吸熱，還用于反射因?yàn)榫劢拐`差造成的陽(yáng)光散失，這主要是因?yàn)榈撞糠瓷溏R片由于入射角的不同，在不同角度時(shí)的聚焦距離是不一樣的。

然而上述所述聚光裝置的存在許多不足之處：塔式聚光裝置和拋物線碟式聚光裝置的容量小，拋物線槽式聚光裝置容量較塔式聚光裝置和拋物線碟式聚光裝置的大，是目前常用的一種，但通常不超過(guò)100MW，而CLFR的容量可以做得更大且成本更低。，而容量大的CLFR則存在以下問(wèn)題：

首先，如附圖1所示，在陽(yáng)光Y垂直照射的情況下，為了反射光不被阻礙，相鄰反射鏡片2之間需要有一定的間隔S，以避免所反射的光線被靠近集熱管1的那一反射鏡片遮擋，而且離集熱管越遠(yuǎn)的反射鏡片需要的間隔越大，這就造成了陽(yáng)光泄露，影響了地面利用率。如果陽(yáng)光從集熱管的遠(yuǎn)端（即遠(yuǎn)離集熱管）斜照到反射鏡片，反射鏡片之間的間隔還需要進(jìn)一步加大，這會(huì)造成更加大的陽(yáng)光泄漏。圖中，β為集熱管與主反射裝置的垂直線與主反射鏡片反射光不被遮擋的界限a之間的夾角，x為集熱管垂直于主反射裝置的點(diǎn)向兩邊延伸的長(zhǎng)度，當(dāng)鏡片寬度足夠小（即理論上趨向于0）的時(shí)候，可以計(jì)算出在反射沒(méi)有被阻擋的情況下，在圖1所示的x寬度內(nèi)，在上述條件下的反射鏡的有效寬度為當(dāng)x與集熱管的高度d相等時(shí)，反射鏡的有效寬度大約為d的0.88倍；當(dāng)x為d的2倍時(shí)反射鏡的有效寬度大約為d的1.444倍；當(dāng)x為d的3倍時(shí)反射鏡的有效寬度大約為d的1.818倍。可見(jiàn)反射鏡的寬度越寬則有效性越差。實(shí)際應(yīng)用的反射鏡的寬度不會(huì)→0，可以證明，上式是能夠獲得的最大有效寬度，單個(gè)反射鏡的寬度越寬，在一定x內(nèi)的有效寬度越小。

其次，目前CLFR的反射片的弧度是不可調(diào)的，1是中間部分的反射鏡距離集熱管比較近，而兩側(cè)的反射鏡距離集熱管比較遠(yuǎn)，如果所有反射鏡都是一樣的弧度，勢(shì)必會(huì)有一部分反射鏡聚焦效果不好；2是雖然反射鏡能夠隨陽(yáng)光角度的變化而轉(zhuǎn)動(dòng)，反射鏡中心與集熱管中心的距離是不變的，但是隨陽(yáng)光入射角度的不同，反射鏡焦距的位置就會(huì)發(fā)生變化，如附圖2和附圖3，陽(yáng)光與反射鏡成30°角時(shí)（見(jiàn)附圖3），其聚焦距離（反射鏡中心到聚焦中心的距離）只有陽(yáng)光與反射鏡垂直時(shí)（見(jiàn)附圖2）的一半。

另外，CLFR的集熱管只是單（下）側(cè)受熱，受熱不均勻，這影響了集熱管的溫度和吸熱量。

二次反射的菲涅爾線聚光反射裝置能夠減少陽(yáng)光的散失，但只是在集熱器處，反射鏡存在和CLFR同樣的一些問(wèn)題，導(dǎo)致改善的程度有限，改善的效果不可控（即不同陽(yáng)光入射角不一樣，事實(shí)上是如果聚光精確，二次反射裝置是不需要的，但水平布置的反射鏡片是很難做到的，除非反射角度變化時(shí)反射鏡片的弧度也變化），二次反射罩上部還會(huì)遮擋陽(yáng)光。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，而提出一種大容量、地面利用率高、陽(yáng)光散失少，聚焦效果和集熱效果好的橋式大容量高聚光比復(fù)合菲涅爾線聚光反射裝置。

本實(shí)用新型是通過(guò)以下途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

橋式大容量高聚光比復(fù)合菲涅爾線聚光反射裝置，包括有主反射裝置和集熱管，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于，主反射裝置由復(fù)數(shù)個(gè)以微弧菲涅爾反射鏡片為主反射鏡組成，每個(gè)主反射鏡的中心位置設(shè)置有轉(zhuǎn)向裝置，且該復(fù)數(shù)個(gè)主反射鏡片位于集熱管的上方，呈一種橋式的分布結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括水平段和以該水平段為中心對(duì)稱的左右兩弧度段，以集熱管為中心、在水平段兩端端點(diǎn)之一的切線方向以向上的角度α向外延展形成所述的弧度段；