[發(fā)明專利]一種塔式太陽(yáng)能容積式集熱器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810071914.5
• 申請(qǐng)日: 2018-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN108413632B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宣益民;滕亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): F24S20/60
• 分類號(hào): F24S20/60;F24S23/70;F24S60/30
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

本發(fā)明提出一種塔式太陽(yáng)能容積式集熱器，包括：多孔介質(zhì)層、反射鏡、集熱腔外殼和熱傳輸管；集熱腔外殼為倒置的漏斗狀殼體，集熱腔外殼頂部與熱傳輸管連通，底部敞開；多孔介質(zhì)層為倒置的鍋形，多孔介質(zhì)層底端開口大小與集熱腔外殼底端開口大小相適配；多孔介質(zhì)層與集熱腔外殼底部開口密封配合，多孔介質(zhì)層與集熱腔外殼內(nèi)壁之間形成集熱腔；反射鏡鏡面朝上鋪設(shè)在集熱塔頂部，集熱腔設(shè)置在發(fā)射鏡正上方，集熱腔底部的多孔介質(zhì)層下表面與反射鏡鏡面之間形成空隙。本發(fā)明能有效提高集熱器光熱轉(zhuǎn)換效率；同時(shí)，減少了散逸到周圍空氣中的熱輻射量，很大程度緩解了光污染問(wèn)題，減少炙烤飛鳥概率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集中式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種塔式太陽(yáng)能容積式集熱器。

背景技術(shù)

隨著人類社會(huì)進(jìn)步，人類對(duì)能源的需求量越來(lái)越大，現(xiàn)在人們大量使用的能源為化石能源。但是化石能源的生成周期極長(zhǎng)且儲(chǔ)量有限，而當(dāng)今人類社會(huì)的發(fā)展極為迅速，化石能源不可能作為人類可持續(xù)發(fā)展能源供給。相比之下，太陽(yáng)能對(duì)于人類來(lái)講使取之不盡，用之不竭的。同時(shí)，作為一種清潔能源，太陽(yáng)能符合人類未來(lái)發(fā)展的要求。

太陽(yáng)能的使用主要包括兩大方面：光伏和光熱。其中，大規(guī)模的光熱發(fā)電可用于集中式并網(wǎng)發(fā)電，與現(xiàn)在正大規(guī)模使用的火力發(fā)電兼容度較高，因?yàn)槎叨际抢脽釞C(jī)將熱能轉(zhuǎn)化為電能。太陽(yáng)能熱發(fā)電這種十分具前景的能源利用方式，研究意義十分重大，技術(shù)成熟后擁有極大的商業(yè)價(jià)值。

目前，太陽(yáng)能熱發(fā)電形式主要包括塔式，碟式，槽式三種。其中塔式較其他二者具有較高的規(guī)模效應(yīng)，比較適合大規(guī)模集中式熱發(fā)電，搭配儲(chǔ)能裝置使用，可實(shí)現(xiàn)全天候不間斷供電。同時(shí)，大規(guī)模的塔式光熱發(fā)電可降低光熱發(fā)電成本，使光熱發(fā)電更具有競(jìng)爭(zhēng)力。

要提高發(fā)電效率，通常需要提高發(fā)電系統(tǒng)高溫?zé)嵩礈囟龋虼耍岣咚教?yáng)能集熱器的出口溫度對(duì)提高發(fā)電效率十分重要。在塔式太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)所應(yīng)用的高溫集熱器中，以泡沫陶瓷材料為基礎(chǔ)制成的容積式集熱器十分具有發(fā)展前景。但是目前這種容積式集熱器多為開放式設(shè)計(jì)，提高集熱器工作溫度的同時(shí)，也會(huì)大大增強(qiáng)集熱器表面的熱輻射，大量輻射直接釋放到周圍空氣中，不僅限制了集熱器光熱裝換效率和總體發(fā)電效率，還對(duì)周圍環(huán)境造成一定程度的光污染。各大型電站都曾發(fā)生許多過(guò)小鳥被炙烤死亡的案例，所以如何降低光污染也是研究塔式光熱發(fā)電的重要課題。對(duì)于這種高溫容積式集熱器，如何在保證工作性能的同時(shí)釋放最少的熱輻射是一個(gè)急需解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在高溫容積式集熱器輻射損失大，光污染嚴(yán)重，易誤傷途徑的飛鳥等問(wèn)題。本發(fā)明提供了一種塔式太陽(yáng)能容積式集熱器，設(shè)計(jì)了新的接收聚光及進(jìn)氣方式，并將反射鏡應(yīng)用于高溫容積式集熱器中回收輻射損失。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種塔式太陽(yáng)能容積式集熱器，所述集熱器設(shè)置在集熱塔頂部，該集熱器包括：多孔介質(zhì)層1、反射鏡3、集熱腔外殼4和熱傳輸管5；其中，

集熱腔外殼4為倒置的漏斗狀殼體，集熱腔外殼4頂部與熱傳輸管5連通，熱傳輸管5另一端連接外部換熱設(shè)備，集熱腔外殼4底部敞開；多孔介質(zhì)層1為倒置的鍋形，多孔介質(zhì)層1底端開口大小與集熱腔外殼4底端開口大小相適配；多孔介質(zhì)層1與集熱腔外殼4底部開口密封配合，多孔介質(zhì)層1與集熱腔外殼4內(nèi)壁之間形成集熱腔；

反射鏡3鏡面朝上鋪設(shè)在集熱塔頂部，集熱腔設(shè)置在發(fā)射鏡正上方，集熱腔底部的多孔介質(zhì)層1下表面與反射鏡3鏡面之間形成間隙。

進(jìn)一步的，所述反射鏡3為圓形平面鏡，且反射鏡3的直徑比多孔介質(zhì)層1底端開口直徑小，以方便反射的陽(yáng)光從斜下方照射多孔介質(zhì)層。