[實用新型]基于線聚焦太陽能集熱的蒸汽發(fā)生器及蒸汽發(fā)生系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520075774.0
• 申請日: 2015-02-03
• 公開（公告）號: CN204534504U
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發(fā)明（設計）人: 宋景慧;代彥軍;徐齊勝;馬繼帥;溫智勇
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院;上海交通大學
• 主分類號: F22B1/00
• 分類號: F22B1/00;F24J2/10;F24J2/05;F24J2/24;F24J2/46;F24J2/48
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 周克佑;高文龍

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及太陽能利用領(lǐng)域，具體是指基于線聚焦太陽能集熱的蒸汽發(fā)生器及蒸汽發(fā)生系統(tǒng)。

背景技術(shù)

太陽能作為取之不盡同時又是生態(tài)學上純凈的和不改變地球上燃料平衡的能源，有著能源總量大，又容易實現(xiàn)分散化利用的優(yōu)點。但是常規(guī)的太陽能熱利用只能用于低溫熱應用領(lǐng)域，比如說家用的太陽能熱水器、低溫熱水循環(huán)系統(tǒng)等，工質(zhì)溫度低，難以滿足工業(yè)熱能和太陽能熱發(fā)電需求，應用受到極大限制。

線聚焦腔體式吸收器是線聚焦太陽能集熱器中負責吸收太陽輻射并將其轉(zhuǎn)化為熱能的部件，為一槽形腔體，受光面開一條形窄縫，聚焦后的太陽光線從窄縫進入腔體內(nèi)部，被腔體里側(cè)的吸熱管吸收。由于條形窄縫寬度有限，腔體內(nèi)部的幾何形狀設計考究，進入腔體的光線很難被反射出去，所以吸熱管能充分吸收聚焦后的太陽光能量，這便是腔體的黑體效應。

腔體內(nèi)部排布的吸熱管內(nèi)的流動介質(zhì)最常用的是導熱油，因其沸點高，不易氣化。但如果要生產(chǎn)蒸汽，被吸收器加熱后的導熱油需通過換熱器將熱量傳遞給末端的水循環(huán)回路，使水汽化。這樣，需增加了一套換熱設備和一個循環(huán)回路；更重要的是，由于換熱器換熱溫差的存在，需要將導熱油加熱至比蒸汽高出不少的溫度，對集熱器的設計提出了更高要求；與此同時，換熱過程不可避免會有熱損失。如果吸熱管內(nèi)的流動介質(zhì)為水，吸熱后直接變?yōu)檎羝?，然后供給末端使用，上述問題就不復存在。而在吸熱管內(nèi)直接走水，需妥善處理吸熱管管內(nèi)水的相變、流態(tài)、管內(nèi)壓力變化等問題。

從經(jīng)濟的角度考慮，導熱油價格高昂，而水幾乎不需成本；沒有導熱油與水的中間熱交換設備，蒸汽發(fā)生系統(tǒng)投資成本減少。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的之一是提供基于線聚焦太陽能集熱的蒸汽發(fā)生器，該蒸汽發(fā)生器以水作為集熱循環(huán)介質(zhì)，利用太陽能集熱以生產(chǎn)蒸汽，產(chǎn)生的蒸汽可以用于發(fā)電、制冷、工業(yè)用熱或生活用熱等。

本實用新型的上述目的通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：基于線聚焦太陽能集熱的蒸汽發(fā)生器，包括腔體吸收器和反射鏡列，其特征在于：所述的腔體吸收器具有外殼，所述外殼在正對反射鏡列的一面開有方形開口，并且在正對反射鏡列的一面嵌裝有玻璃蓋板，玻璃蓋板蓋覆方形開口，所述外殼內(nèi)設置有吸熱管束，吸熱管束設置成兩排，每一排吸熱管束均由多個貼緊設置的吸熱管組成，該兩排吸熱管束形成以方形開口為底邊的一個等腰三角形的兩個腰，由此兩排吸熱管束構(gòu)成開口正對方形開口的V形管屏，吸熱管束兩端均匯集成一總管，分別作為腔體吸收器的流體入口與出口，所述外殼在吸熱管束與外殼內(nèi)壁之間的區(qū)域充滿保溫填料，形成保溫層，所述的蒸汽發(fā)生器通過吸熱管束和反射鏡列吸收太陽的熱量，所吸收的熱量供給吸熱管束內(nèi)的水，使水變成蒸汽以輸送給末端設備。

本實用新型的蒸汽發(fā)生器通過吸熱管和反射鏡列吸收太陽的熱量，腔體吸收器經(jīng)聚焦的輻射熱流幾乎均勻地分布在腔體內(nèi)壁，與真空管吸收器相比，避免了玻璃管與金屬管因熱膨脹系數(shù)不同導致的漏氣等問題，而且工藝簡單，成本較低。

本實用新型中，所述的玻璃蓋板為超白玻璃，玻璃蓋板具有活動三角板，所述外殼在開有方形開口的一邊為折邊，玻璃蓋板嵌裝在外殼的折邊與活動三角板之間，通過外殼的折邊與活動三角板相夾緊。增加玻璃蓋板可以減小外部空氣進入外殼內(nèi)運動，抑制多個吸熱管形成的管屏與外部的空氣的對流換熱。玻璃蓋板采用透光率91.5％以上的高透光率的超白玻璃，保證經(jīng)反射鏡列反射的太陽光盡量進入腔體吸收器內(nèi)。

本實用新型中，所述外殼的材質(zhì)為鋼或者不銹鋼，起包裹保溫層的作用。

本實用新型中，所述保溫填料為礦渣棉或者超細玻璃棉或者微孔硅酸鈣。

本實用新型中，所述吸熱管的外表面涂覆有吸收涂層，如CuO涂層，用來最大限度的吸收太陽光譜能量。吸收涂層對短波區(qū)段太陽光的吸收率較高，而在本體的長波區(qū)段其發(fā)射率較低，從而使管屏吸收盡量多的太陽輻射短波段熱流，而抑制自身向環(huán)境發(fā)射的長波段熱輻射，由此減少熱損失。

本實用新型中，所述的末端設備為發(fā)電裝置或者吸收式制冷機。

本實用新型中，所述的反射鏡列為菲涅爾反射鏡場或者拋物槽式反射鏡面。鏡列或鏡面有單軸跟蹤裝置跟蹤太陽，最大限度地收集太陽輻照能量，并準確地聚焦到吸收器。

本實用新型中，所述吸熱管為圓形不銹鋼管，管壁厚為1mm或2mm，管壁厚為1mm的，為薄壁吸熱管，壁厚為2mm的，為厚壁吸熱管。

本實用新型中，所述吸熱管的外表面沿徑向還增設有肋片。