[實(shí)用新型]一種光熱發(fā)電集熱器反射鏡片復(fù)合材料支架

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420721616.3
• 申請(qǐng)日: 2014-11-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204329375U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周利峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海立風(fēng)能源科技有限公司
• 主分類號(hào): F24J2/52
• 分類號(hào): F24J2/52
• 代理公司: 上?？剖⒅R(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種光熱發(fā)電系統(tǒng)用支架，尤其是涉及一種光熱發(fā)電集熱器反射鏡片復(fù)合材料支架。

背景技術(shù)

在太陽(yáng)能發(fā)電利用方面，目前分為兩大技術(shù)流派，一種是光伏發(fā)電；另一種是光熱發(fā)電。對(duì)于兩者的定義，通俗解釋則為，光伏發(fā)電是利用太陽(yáng)能電池技術(shù)，將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；而光熱發(fā)電是將太陽(yáng)能聚集，通過(guò)換熱裝置提供蒸汽，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電的技術(shù)。

光熱發(fā)電與光伏相比，光熱發(fā)電的前景會(huì)更好一些，光熱發(fā)電的儲(chǔ)存量和穩(wěn)定性、連續(xù)性以及質(zhì)量都優(yōu)于光伏發(fā)電；其次，光伏發(fā)電雖然是一個(gè)新能源產(chǎn)業(yè)，但它的上游如多晶硅的生產(chǎn)卻存在著污染事實(shí)；另外，光熱發(fā)電更方便和目前國(guó)內(nèi)的電網(wǎng)對(duì)接，因?yàn)槠浒l(fā)電原理和火力發(fā)電的原理相似，未來(lái)將是火電的最佳替代對(duì)象，而光伏發(fā)電是利用多晶硅電池等載體把光能轉(zhuǎn)化成電能，這對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)的調(diào)控能力考驗(yàn)很大。隨著光熱發(fā)電技術(shù)的逐步成熟，成本的逐步降低，未來(lái)將會(huì)全面取代現(xiàn)行的光伏發(fā)電方式。未來(lái)幾年，光熱發(fā)電行業(yè)將會(huì)給新能源領(lǐng)域的發(fā)展帶來(lái)又一次質(zhì)的飛躍。

現(xiàn)階段，在光熱發(fā)電應(yīng)用方面，最為成熟的有兩種類型，一種是槽式光熱發(fā)電；一種是碟式光熱發(fā)電。其中，槽式光熱發(fā)電最為成熟，適用于大規(guī)模發(fā)電系統(tǒng)，一般一個(gè)項(xiàng)目的發(fā)電容量達(dá)到50MW，目前，國(guó)際上已有多個(gè)項(xiàng)目成功運(yùn)行。在國(guó)內(nèi)也已經(jīng)建成了幾個(gè)示范性項(xiàng)目。碟式光熱發(fā)電，一般適用于小型或獨(dú)立的發(fā)電系統(tǒng)，其容量較小，是一種更適合偏遠(yuǎn)無(wú)電地區(qū)使用的離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。目前，國(guó)內(nèi)也建有幾個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目。

以上兩種型式的光熱發(fā)電，都是利用反射鏡片，將太陽(yáng)光反射并聚焦后加熱介質(zhì)，產(chǎn)生熱量，通過(guò)換熱器將水加熱并產(chǎn)生蒸汽，從而推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)組或斯特林發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。在這當(dāng)中，用于固定反射鏡片的構(gòu)件就是鏡片支架。為了保證光熱系統(tǒng)的最大效率，反射鏡片是通過(guò)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)是隨時(shí)跟蹤太陽(yáng)并準(zhǔn)確聚焦的。這樣，反射鏡片及系統(tǒng)的重心位置就處在不斷的變化當(dāng)中，而且還要受到外部風(fēng)載的作用，因此，鏡片支架不僅要承受鏡片的自重，同時(shí)也要承受系統(tǒng)的靜載荷、動(dòng)載荷、風(fēng)載荷等，受力情況比較復(fù)雜，屬于光熱發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件之一，而且要保證其使用壽命達(dá)到20～25年。同時(shí)，由于其使用量很大(50MW項(xiàng)目約需21萬(wàn)只)，因此，其在整個(gè)光熱系統(tǒng)直接成本中，占比也較大?；谝陨弦蛩?，光熱反射鏡片支架必須具有足夠的強(qiáng)度、剛性、工藝要相對(duì)簡(jiǎn)單、自重要輕，同時(shí)要適合大批量的生產(chǎn)。

目前，在國(guó)外相對(duì)比較成熟并且已經(jīng)成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)示范項(xiàng)目中的槽式光熱反射鏡片支架為方管焊接式。這種型式的支架由截面尺寸為30mm左右、壁厚為1.5mm的方管，通過(guò)預(yù)先成型后再進(jìn)行組對(duì)、焊接，最后再進(jìn)行整體熱浸鍍鋅處理，達(dá)到防腐要求。這種型式的反射支架，由于采用的是薄壁方鋼管，因此其重量較輕(5.77m開(kāi)口的槽式反射鏡片支架重量約為12kg/件)。同時(shí)，焊接也不是很復(fù)雜，雖然用人工焊接的話，不適合大批量生產(chǎn)，但如果通過(guò)機(jī)器人進(jìn)行焊接，是可以解決大批量生產(chǎn)問(wèn)題的，因此，這種型式的支架，其制作成本不是很高。但這種支架也有其缺點(diǎn)，一、由于方管要預(yù)先成型，一般是工人手工操作，因此其尺寸精度不高。即使采用專用設(shè)備進(jìn)行制作，由于每批次的材料存在成分及性能上的微小差別，也不能保證每一件產(chǎn)品的尺寸精度。二、焊接時(shí)，如果是人工焊接，由于焊接工人的操作水平、習(xí)慣不同，所焊接出來(lái)的成品也會(huì)存在一定的差異。如果使用機(jī)器人進(jìn)行焊接，能保證焊接的一致性，但由于預(yù)先成型的構(gòu)件存在一定的差異，雖然可以強(qiáng)行將預(yù)先成型的構(gòu)件裝入焊接工裝，但焊接后，產(chǎn)品的內(nèi)部焊接應(yīng)力是不一樣的，支架從焊接工裝上卸下后，就會(huì)發(fā)生不同的變形情況，從而使產(chǎn)品的互換性變差。三、支架焊接完成后還要進(jìn)行熱浸鍍鋅處理，由于使用的是薄壁方鋼管，因此在400多度的鍍鋅池內(nèi)，支架會(huì)發(fā)生較大的變形，從而使最終產(chǎn)品的互換性進(jìn)一步變差，最后的結(jié)果就是在現(xiàn)場(chǎng)裝配時(shí)，需花大量的人工去進(jìn)行調(diào)整，確保反射鏡片支架的各安裝節(jié)點(diǎn)處于一條直線上，這就增加了現(xiàn)場(chǎng)的施工量，無(wú)形中就增加了現(xiàn)場(chǎng)的施工成本。