[實用新型]一種強制對流的太陽能熱流密度均勻化裝置

有效

• 申請號: 201922383237.3
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN211650782U
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 靳亞斌;周三平;張瓚
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: F24S23/70
• 分類號: F24S23/70;F24S40/50;F24S70/10
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 楊曄

一種強制對流的太陽能熱流密度均勻化裝置，包括腔式吸熱器，腔式吸熱器內部填充二氧化碳?三氧化二鋁，腔式吸熱器前壁設有用于收集陽光的窗口，腔式吸熱器內的上、下、左、右四個壁面中心位置各設有一個風扇，腔式吸熱器一側連接有進口裝置及壓力平衡裝置，腔式吸熱器另一側連接有取樣閥及出料閥；本實用新型通過向腔式吸熱器中通入二氧化碳?三氧化二鋁，改善腔式吸熱器腔體空間溫度場的非均勻性，提高太陽能熱流密度分布的均勻性，同時配合腔式吸熱器腔體內設置的風扇產生的強制對流，解決了目前存在的吸熱器開口面陽光熱流密度高度的不均勻，傳熱效率低，熱損失大的問題，具有結構合理、操作簡便、成本低廉及實用高效的優點。

技術領域

本實用新型屬于太陽能熱流密度均勻化利用領域，具體涉及一種強制對流的太陽能熱流密度均勻化裝置。

背景技術

目前，太陽能的利用主要是將太陽能轉化為其他形式的能量，比如電能。太陽能用于發電的方式之一為太陽能光熱發電，太陽能光熱發電的方式主要包括太陽能槽式光熱發電、太陽能蝶式光熱發電和太陽能塔式光熱發電，而太陽能塔式光熱發電系統作為一種集中型的發電系統，其優勢在于系統容量大、聚光比高和系統工作溫度高，十分具有商業前景。

太陽能塔式光熱發電系統一般由定日鏡場、塔、吸熱器、儲熱器、蒸汽發生器以及發電機組成，其中吸熱器作為太陽能塔式光熱發電系統中實現復雜光-熱轉換和能量傳遞的關鍵核心設備，其主要作用是將來自定日鏡場的太陽能收集起來，然后將能量傳遞給管道中的工質，傳熱工質吸收能量后產生沸騰相變生成蒸汽推動汽輪機發電。吸熱器有腔式、容積式、外置式三種結構形式，由于腔式吸熱器具有和黑體相似的效果，不僅可以高效的吸收輻射能量，而且具有高效的光熱轉換效率，所以目前太陽能塔式光熱發電系統多采用腔式吸熱器。

現有的太陽能塔式光熱發電系統中，由于多數都采用具有高聚光比的點聚焦方式，造成吸熱器開口面陽光熱流密度高度的不均勻，導致它的壁面溫度也表現出高度的不均勻，陽光直射的地方溫度極高，遠離陽光的地方溫度較低，這樣不僅使得吸熱效率較低，而且使得局部過熱，導致關鍵組件燒毀等問題，嚴重影響了整個塔式系統的安全性和穩定性。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種強制對流的太陽能熱流密度均勻化裝置，通過強制對流方式，能夠改善腔式吸熱器腔體空間溫度場的非均勻性，提高太陽能熱流密度分布的均勻性，同時配合利用向吸熱器腔體內注入的傳熱介質，能夠解決腔式吸熱器目前存在的開口面陽光熱流密度高度的不均勻，傳熱效率低，熱損失大的問題，具有結構合理、操作簡便、成本低廉及實用高效的優點。

為實現上述目的，本實用新型采用如下的技術方案：

一種強制對流的太陽能熱流密度均勻化裝置，包括腔式吸熱器11，所述腔式吸熱器11前壁設有窗口10，腔式吸熱器11內，上、下、左、右四個壁面的中心位置分別設置有一個風扇12；腔式吸熱器11的一側設置有與進料口16相連接的進口裝置及與壓力平衡口17相連接的壓力平衡裝置，腔式吸熱器11的另一側設置有取樣口18及出料口19，所述取樣口18與取樣閥15入口端相連接，所述出料口19與Y型過濾器13的入口端相連接，所述Y型過濾器13的出口端與出料閥14入口端相連接。

所述進口裝置包括并聯設置的第一進料閥7和第二進料閥8，第一進料閥7的出口端與靜態混合器9的第一入口端A相連接，第二進料閥8的出口端與靜態混合器9的第二入口端B相連接，所述靜態混合器9的出口端與腔式吸熱器11的進料口16相連接。

所述壓力平衡裝置包括離心風機1，所述離心風機1的出口端通過管道順次串聯連接第一進氣閥2、安全閥3、第二進氣閥4、壓力表5及防漏Y型過濾器6至腔式吸熱器11的壓力平衡口17。

所述窗口10由石英玻璃密封。

所述腔式吸熱器11內部填充有二氧化碳-三氧化二鋁，二氧化碳和三氧化二鋁分別通過第一進料閥7和第二進料閥8填充。