[發明專利]有效減少塔式太陽能吸熱器熱輻射損失的裝置

在審

• 申請號: 201710156587.9
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN106907866A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 劉斌;薛凌云;王志偉;梁禹男;劉迪
• 申請（專利權）人: 百吉瑞（天津）新能源有限公司
• 主分類號: F24J2/07
• 分類號: F24J2/07;F24J2/10;F24J2/52;H02S20/10
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技術領域

本發明屬于太陽能熱發電技術領域，特別涉及有效減少塔式太陽能吸熱器熱輻射損失的裝置。

背景技術

近年來，隨著世界人口的劇增以及工業的快速發展，化石能源的大量利用造成了嚴重的能源危機，各國都在尋找可以替代化石能源的新能源。太陽能熱發電技術因其能量巨大、清潔無污染等優勢逐漸被人們所利用。

太陽能熱發電技術分為塔式、槽式和碟式三種方式。相對于槽式和碟式熱發電技術，塔式太陽能熱發電系統具有較高的聚光比(300-1000之間)、光熱轉換效率高以及發電成本低等優點，商業應用前景巨大。

塔式太陽能熱發電系統主要由定日鏡場、吸熱器、熔鹽儲罐、換熱器以及發電系統組成，吸熱器作為集熱系統的核心部件，用于吸收定日鏡場反射的太陽光，將熱輻射能傳遞給傳熱工質。空氣作為傳熱工質經過吸熱器可形成700℃以上的高溫熱空氣，傳熱工質溫度越高，燃氣輪機的效率越高，則整個太陽能熱發電廠的光-電轉換效率越高。

目前大型塔式熱發電站的吸熱器多為裸露式，即吸熱器外壁面同時為聚光接收面和大氣交界面，目前塔式吸熱器的散熱損失中，尤其是在中高溫情況下，輻射散熱占總的熱損失的70％～90％，這些輻射散熱主要是通過吸熱器高溫外表面對上面的天空散熱和對下面的地面散熱損失掉的，在空氣清潔度和通透度非常好、無云的夜間或白天，吸熱器上部都是直接對宇宙輻射，宇宙背景溫度為4K(-269℃)，這是接吸熱器損失的主要原因。而吸熱器下部是對地面輻射散熱，地面溫度和環境溫度相同，一般在-30℃至30℃之間，這部分的輻射散熱損失并不大。吸熱器中的導熱介質溫度越高，對宇宙的輻射熱損失就越大，其熱損失的大小直接關系到系統的光-熱效率。太陽能塔式熱發電系統中主要的熱損失為吸熱器與天空的熱輻射損失，減少吸熱器的熱輻射損失對提高整個電場的光-電轉換效率具有重大意義。同時塔式太陽能熱發電的吸熱器由于聚集大量太陽光，容易造成光污染問題，如何減少光污染也是塔式電站的一個重要課題。

發明內容

針對上述現有技術中存在太陽能塔式發電系統中的吸熱器熱輻射損失大，容易造成光污染的技術問題，本發明提供了有效減少塔式太陽能吸熱器熱輻射損失的裝置，設有的擋板能夠減少吸熱器與天空的熱輻射損失，從而提高塔式太陽能熱發電集熱系統的光-熱轉換效率；擋板還能起到緩解光污染的作用。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：有效減少塔式太陽能吸熱器熱輻射損失的裝置，包括位于吸熱器頂部的支撐結構和擋板，吸熱器的頂部安裝有吸熱器頂環，吸熱器頂環焊接有支撐結構，支撐結構包括圓筒、鋼條、支架和連接片，圓筒位于吸熱器頂環的中心處，圓筒上焊接有鋼條，鋼條以圓筒的軸線為中心呈向外散射狀，鋼條的另一端焊接在吸熱器圓環上，所述鋼條上焊接有支架，所述支架頂端焊接有連接片，所述連接片開設有螺栓孔；所述擋板包括擋板連接部和擋板圍擋部，擋板圍擋部與擋板連接部焊接為整個擋板；擋板連接部與連接片通過螺栓、螺母連接。

作為優選，上述防輻射擋板呈梯型、圓臺型或半球型。

作為優選，上述防輻射擋板的材料為鋁板、不銹鋼板或其他的耐腐蝕材料，如鋁合金，鉛等。

作為優選，上述防輻射擋板為單層或雙層架構，雙層擋板內部為真空環境。

作為優選，上述支撐結構為碳鋼材料，其下端焊接在吸熱器頂部，上端通過螺栓連接擋板，起到支撐固定擋板作用。

作為優選，上述擋板連接不與連接片之間設有墊片。

作為優選，上述鋼條為3～5組，每組鋼條由上下兩根組成，位于上方的鋼條的一端焊接在圓筒的上沿處，位于下方的鋼條的一端焊接在圓筒的下沿處。

作為優選，相鄰的每組鋼條之間設有加強筋，加強筋的一端焊接在圓筒上，加強筋的另一端焊接在吸熱器頂環上。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：通過設置防輻射擋板，擋板阻擋了吸熱器向大氣輻射熱量，同時擋板反射回的輻射能可對吸熱器進行二次加熱，減少真空集熱管與天空的熱輻射損失，有效提高槽式太陽能熱發電集熱系統的光-熱效率；擋板還減少了吸熱器聚集的光線向大氣散射，同時可有效減少光污染。

附圖說明

圖1是本發明中的有效減少塔式太陽能吸熱器熱輻射損失的裝置的半球型結構細節示意圖；

圖2是本發明中的有效減少塔式太陽能吸熱器熱輻射損失的裝置的支撐結構的俯視圖；

圖3是本發明中的有效減少塔式太陽能吸熱器熱輻射損失的裝置的支撐結構的側視圖；

圖4是本發明中的有效減少塔式太陽能吸熱器熱輻射損失的裝置的支撐結構與擋板連接部位的局部示意圖；