[實(shí)用新型]一種基于菲涅耳聚光的平板自然循環(huán)太陽能中高溫集熱裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420140954.8
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN203771366U
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張良;華蒙;余超;胡榕榕;李丕強(qiáng);張曉鵬;王雪;范利武;俞自濤;胡亞才
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: F22B1/00
• 分類號: F22B1/00;F24J2/14;F24J2/12;F24J2/32;F24J2/24;F24J2/46
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及太陽能熱利用技術(shù)，尤其涉及一種基于菲涅耳聚光的平板自然循環(huán)太陽能中高溫集熱裝置。?

背景技術(shù)

隨著我國環(huán)保問題的日益突出，發(fā)展清潔可持續(xù)能源技術(shù)成為我國當(dāng)前能源發(fā)展的重大戰(zhàn)略舉措。光熱太陽能技術(shù)作為可持續(xù)能源發(fā)展戰(zhàn)略中的核心內(nèi)容之一，在國家的相關(guān)規(guī)劃中有明確提及。平板太陽能熱水技術(shù)目前已成功實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，并在全球形成千億級的產(chǎn)業(yè)鏈。然而，由于受到技術(shù)限制，傳統(tǒng)平板太陽能熱水技術(shù)產(chǎn)生的溫度最高也只達(dá)到120℃左右，無法滿足中高溫蒸汽需求。此外，中高溫蒸汽可廣泛用于空調(diào)制冷、采暖、紡織、印染、造紙、食品加工、海水淡化等領(lǐng)域。因此，利用光熱太陽能技術(shù)產(chǎn)生高溫蒸汽替代傳統(tǒng)中小工業(yè)鍋爐，不僅具有很好的市場需求和前景，而且能夠減小中小鍋爐帶來的環(huán)境問題。于此同時，高倍聚光技術(shù)（槽式，線性菲涅耳、塔式和碟式）為太陽能中高溫技術(shù)提供了一種新的技術(shù)途徑。其中，針對中高溫蒸汽系統(tǒng)，中國專利2011?1?0004634.0和中國專利2009?1?0099363.4分別提出了利用槽式聚光產(chǎn)生中高溫蒸汽的自然循環(huán)集熱系統(tǒng)。然而，由于槽式系統(tǒng)相對比較笨重，風(fēng)載也大，無法實(shí)現(xiàn)與建筑物融合，而且投資成本相對較高。因此，高倍聚光太陽能中高溫集熱系統(tǒng)在滿足分布式供能特點(diǎn)、與建筑物相結(jié)合、降低系統(tǒng)投資成本方面還有進(jìn)一步提升和優(yōu)化的空間。?

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服上述缺點(diǎn)，提供一種基于菲涅耳聚光的平板自然循環(huán)太陽能中高溫集熱裝置。?

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：?

基于菲涅耳聚光的平板自然循環(huán)太陽能中高溫集熱裝置包括蒸汽換熱器、第一真空抽氣閥、上升蒸汽主管、蒸汽支路管、蒸汽截止閥、第二真空抽氣閥、菲涅耳二次反射平板聚光器、第一冷凝水截止閥、冷凝水支路管、聚光器支架、第三真空抽氣閥、第二冷凝水截止閥、蒸汽換熱器支架、主冷凝水管；菲涅耳二次反射平板聚光器包括二次反射鏡、菲涅耳反射鏡、集熱管、保溫層、聚光器外框架、基座冷凝水管道孔、聚光器基座、外框玻璃、支撐擋板、鏡面轉(zhuǎn)動軸，支撐擋板包括可拆裝活動件、集熱管安裝孔、轉(zhuǎn)動軸承孔，蒸汽換熱器包括排汽口、排汽截止閥、補(bǔ)水口、補(bǔ)水截止閥、換熱器外筒、冷凝換熱管；集熱管與蒸汽支路管、上升主蒸汽管、冷凝換熱管、主冷凝水管和冷凝水支路管順次連接構(gòu)成封閉回路；上升主蒸汽管頂端裝有第一真空抽氣閥，蒸汽支路管與集熱管之間依次裝有蒸汽截止閥和第二真空抽氣閥，冷凝水支路管和集熱管之間裝有第一冷凝水截止閥，冷凝水支路管和主冷凝水管之間依次裝有第三真空抽氣閥和第二冷凝水截止閥，菲涅耳二次反射平板聚光器安裝在聚光器支架上，二次反射鏡安裝在聚光器外框架的兩個頂角處，，聚光器基座上設(shè)有基座冷凝水管道孔，基座冷凝水管道孔周圍填充有保溫層，冷凝水支路管安裝在基座冷凝水管道孔內(nèi)，聚光器外框架與聚光器基座相連，聚光器外框架的左、右、上三面上安裝有外框玻璃；聚光器外框架前后兩面裝有兩支撐擋板，兩支撐擋板上端兩個頂角處分別設(shè)有集熱管安裝孔、可拆裝活動件，支撐擋板的下端設(shè)有轉(zhuǎn)動軸承孔，菲涅耳反射鏡與鏡面轉(zhuǎn)動軸相連，鏡面轉(zhuǎn)動軸經(jīng)轉(zhuǎn)動軸承孔與支撐擋板相連，支撐擋板的前支撐擋板上集熱管安裝孔與轉(zhuǎn)動軸承孔之間裝有外框玻璃，冷凝換熱管安裝在蒸汽換熱器的換熱器外筒內(nèi)，換熱器外筒分別設(shè)有排汽口和補(bǔ)水口；排汽口上裝有排汽截止閥，補(bǔ)水口上裝有補(bǔ)水截止閥。

所述的聚光器外框架的截面為等腰梯形，每個聚光器外框架內(nèi)安裝的集熱管數(shù)量為2個。所述的菲涅耳二次反射平板聚光器包括半圓和復(fù)合拋物面兩種形式。?

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：?

1、本實(shí)用新型通過將平板太陽能與菲涅耳高倍聚光特點(diǎn)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了同時滿足高倍聚光產(chǎn)生中高溫蒸汽和與建筑物相適應(yīng)的要求，特別適合在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)對中高溫蒸汽需求較大單土地資源成本較高的地區(qū)。

2、本實(shí)用新型將熱管技術(shù)引入系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的換熱效果，減少了高溫泵等強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)的動力部件，降低了系統(tǒng)的成本，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。?

附圖說明

圖1是基于菲涅耳聚光的平板自然循環(huán)太陽能中高溫集熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖2?是本實(shí)用新型的菲涅耳二次反射平板聚光器的A-A截面圖；

圖3?是本實(shí)用新型的菲涅耳反射鏡結(jié)構(gòu)簡圖；

圖4(a)?是本實(shí)用新型的后支撐擋板結(jié)構(gòu)簡圖；

圖4(b)?是本實(shí)用新型的前支撐擋板結(jié)構(gòu)簡圖。

圖5是菲涅耳反射鏡與鏡面轉(zhuǎn)動軸的結(jié)構(gòu)簡圖。