[發(fā)明專利]一種塔式光熱發(fā)電用潛熱集熱器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910777345.0
• 申請日: 2019-08-22
• 公開（公告）號: CN110440466B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設計）人: 唐卉;韓健;張小波;張福君;李明;國金蓮;楊軍;李琪;李鳳梅;劉學;蘇雪剛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱鍋爐廠有限責任公司
• 主分類號: F24S60/10
• 分類號: F24S60/10;F24S80/30;F24S20/40
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

一種塔式光熱發(fā)電用潛熱集熱器，它涉及一種集熱器，本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術中存在集熱器性能不穩(wěn)定、安全性較低、使用壽命難以保證、系統(tǒng)啟動復雜等問題，本發(fā)明上殼體的上端與頂蓋連接，下殼體的下端與底板連接，頂蓋的上端由左至右依次設有殼側(cè)排氣口、熔鹽進口、PCM進口和熔鹽出口；底板的下端設有PCM出口，上側(cè)內(nèi)集箱管和上側(cè)外集箱管位于上殼體內(nèi)，下側(cè)內(nèi)集箱管和下側(cè)外集箱管位于下殼體內(nèi)；熔鹽進口通過進口彎管與上側(cè)內(nèi)集箱管連接；熔鹽出口與上側(cè)外集箱管連接，所述上側(cè)內(nèi)集箱管通過多個內(nèi)圈換熱管與下側(cè)內(nèi)集箱管連接，所述上側(cè)外集箱管通過多個外圈換熱管與下側(cè)外集箱管連接，下側(cè)內(nèi)集箱管通過內(nèi)外圈集箱導管與下側(cè)外集箱管連接。

技術領域

本發(fā)明涉及一種集熱器，具體涉及一種塔式光熱發(fā)電用潛熱集熱器，屬于太陽能熱發(fā)電領域。

背景技術

太陽能熱發(fā)電(又稱光熱發(fā)電)技術是一種新型的新能源發(fā)電技術，尤其在配備了儲熱系統(tǒng)后，使該新能源發(fā)電技術能夠?qū)崿F(xiàn)電能的平衡輸出。而根據(jù)集熱方式的不同，太陽能熱發(fā)電技術可簡單分為：塔式、槽式、菲涅爾式和蝶式四種，其中塔式太陽能熱發(fā)電技術的集熱溫度較高且易實現(xiàn)大型化，塔式光熱發(fā)電技術具有較好的應用前景。

塔式光熱電站主要由太陽島、儲換熱島和常規(guī)島三部分組成，其中集熱器是太陽島系統(tǒng)中的核心部件，其作用是將太陽輻射能轉(zhuǎn)換為熱能并傳遞給集熱器管內(nèi)工質(zhì)。按照塔式電站集熱器結(jié)構(gòu)的不同，可大致分為外部受熱式集熱器、容積式集熱器和腔式集熱器，目前工程中應用最為廣泛的是外部受熱式集熱器，其基本工作原理為：低溫工質(zhì)(熔鹽)由熔鹽泵泵入集熱器吸熱管內(nèi)，太陽光經(jīng)過地面定日鏡反射后直接照射到集熱器外表面，外表面溫度升高后，熱量由集熱器外表面經(jīng)由管壁傳遞給管內(nèi)工質(zhì)，管內(nèi)低溫熔鹽被加熱為高溫熔鹽后離開集熱器完成工質(zhì)的吸熱過程。

上述技術現(xiàn)存問題如下：1、集熱器位于高度在200m左右的吸熱塔頂部，成千上萬面定日鏡固定在地面高度位置，隨著太陽位置和入射角度的不同，定日鏡不斷調(diào)整角度跟蹤塔頂集熱器。在實際運行中，塔頂位置風速通常很高，位于塔頂?shù)募療崞鲿豢杀苊獾陌l(fā)生周期性晃動，同時在春秋季節(jié)，西北部地區(qū)的地表風力也較大，定日鏡也會不可避免的發(fā)生晃動，而定日鏡與集熱器距離又較遠，聚焦精度很難實時保證，這就導致了集熱器外部的光斑位置會不斷的發(fā)生周期性變化，集熱器表面熱負荷與吸熱管表面的溫度也會隨之發(fā)生周期性波動，吸熱器管內(nèi)為帶有一定壓力的高溫工質(zhì)，長期的負荷波動會導致集熱器表面吸熱管發(fā)生疲勞，影響集熱器使用壽命甚至發(fā)生爆管；

2、太陽能在利用過程中會不可避免的面臨不穩(wěn)定問題，雖然可以利用儲熱系統(tǒng)來消除發(fā)電側(cè)的不穩(wěn)定性，但是集熱系統(tǒng)的不穩(wěn)定性卻無法有效消除。當發(fā)生云層遮蔽時，太陽光瞬間消失或減弱，集熱器表面的光斑也隨之消失，集熱器表面的輻射能量急劇下降，而此時集熱器會一直對外散熱，在高風速的作用下集熱器表面溫度急劇下降，，傳熱工質(zhì)(熔鹽)溫度會降低，集熱器出口工質(zhì)溫度不穩(wěn)定，嚴重時還可能導致熔鹽在吸熱管內(nèi)發(fā)生凝固，對集熱器造成致命的損傷。

3、集熱器的吸熱面是由許多根吸熱管圍成，而集熱器的吸熱管又分為內(nèi)側(cè)和外側(cè)(非管內(nèi)和管外，吸熱管內(nèi)側(cè)和外側(cè)分別對應集熱器的內(nèi)表面和外表面)，在工作過程中，吸熱管外側(cè)(集熱器的外表面)始終受到陽光照射溫度很高，而吸熱管內(nèi)側(cè)(集熱器的內(nèi)表面)始終無法受到陽光照射溫度較低，因此集熱器的內(nèi)、外表面，也就是吸熱管的內(nèi)、外側(cè)會存在較大的溫差，循環(huán)溫差的長期作用，不利于設備的長期安全運行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術中存在集熱器性能不穩(wěn)定、安全性較低、使用壽命難以保證、系統(tǒng)啟動復雜等問題，進而提供一種塔式光熱發(fā)電用潛熱集熱器。

本發(fā)明為解決上述問題采取的技術方案是：

本發(fā)明包括殼體、上殼體、下殼體、頂蓋和底板，所述上殼體、殼體和下殼體由上至下依次連接成一體，上殼體的上端與頂蓋連接，下殼體的下端與底板連接，