[發明專利]太陽能塔式吸熱器保溫裝置及保溫方法

有效

• 申請號: 202010196096.9
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN113494780B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 肖剛;曾季川;彭記康;徐有杰;倪明江;岑可法
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F24S23/70
• 分類號: F24S23/70;F24S50/00;F24S60/00;F24S70/60;F28D20/00;F24H7/02;F24H9/1854
• 代理公司: 上海立群專利代理事務所(普通合伙) 31291
• 代理人: 柏楓;劉振綺

本發明涉及太陽能熱發電技術領域，公開了一種太陽能塔式吸熱器保溫裝置及保溫方法，對塔式吸熱器的吸熱管進行保溫處理，包括儲熱單元、設于儲熱單元內的氣流管道、與氣流管道的入口和出口相連的進氣裝置、排氣管道以及熱電偶。儲熱單元設于下集箱的外周，包括作為儲熱單元的框架本體的多孔金屬和化學儲熱物質，排氣管道利用風帽將氣體排出。本發明提供的太陽能塔式吸熱器保溫裝置及保溫方法，在預熱初始階段通過化學儲熱物質的還原反應將太陽能以內能的形式儲存起來，而當定日鏡場聚光集中后，熱化學物質將儲存起來的能量通過氧化反應釋放出來加熱氣體，加熱后升溫的氣體進入排氣管道后經過風帽向外排出，吹掃以加熱吸熱管的下端，保持吸熱管整體的溫度均衡。

技術領域

本發明涉及太陽能熱發電技術領域，特別涉及一種太陽能塔式吸熱器保溫裝置及保溫方法。

背景技術

太陽能是世界上最豐富、清潔并可廣泛獲取的可再生能源，太陽能發電技術是緩解能源危機的有效手段，應用前景廣闊。按照太陽能集熱方式的不同，太陽能發電技術主要分為光熱發電和光伏發電兩種，目前工程實際應用的光熱發電技術可以分為四種，分別為槽式太陽能發電系統、線性菲涅耳式發電系統、塔式太陽能發電系統和碟式太陽能發電系統。其中塔式光熱發電系統具有容量大、聚光比和運行溫度高、光熱轉換效率高、經濟效益高等優點，是目前發展最為迅速的光熱發電技術之一。

塔式太陽能發電站是利用眾多的定日鏡，將太陽光反射到吸熱塔頂部的吸熱器中，加熱吸熱管內的傳熱介質，從而達到聚光和轉換成傳熱介質熱能的目的。位于吸熱塔頂部的吸熱器屬于塔式太陽能發電系統中的核心設備，其通常包括吸熱管、上集箱和下集箱等。吸熱管內流通的工質在吸收太陽光的輻射能后，在上集箱或者下集箱內混合然后再進入下一管屏繼續吸熱或流出吸熱器。

為了防止聚焦后的太陽光直接照射在上、下集箱和吸熱器內部的管道上，通常在吸熱器的上集箱和下集箱處的周圍布置體積龐大的保溫箱和防護磚。由于體積龐大的保溫箱的遮擋，在預熱期間，吸熱器受光面下部區域無法被定日鏡場反射的太陽光所照射到，導致此處的溫度較低，容易引起熔鹽凝固和吸熱管爆管等事故發生。

發明內容

本發明針對上述技術問題而提出，目的在于提供一種太陽能塔式吸熱器保溫裝置，在預熱初始階段，通過化學儲熱物質的還原反應將太陽能以內能的形式儲存起來，而當定日鏡場聚光集中時，熱化學儲熱物質溫度下降并將儲存起來的能量通過氧化反應釋放并加熱氣體，加熱后升溫的氣體經風帽向外排出，吹掃以加熱吸熱管的下端，保證吸熱管整體的溫度均衡。

具體來說，本發明提供了一種太陽能塔式吸熱器保溫裝置，對塔式吸熱器的吸熱管進行保溫處理，包括：

儲熱單元，包括多孔金屬和負載于其上的化學儲熱物質，多孔金屬作為儲熱單元的框架本體并設置于塔式吸熱器的下集箱的外周；

氣流管道，設置于儲熱單元的內部，氣流管道的入口和出口均形成于儲熱單元的表面；

進氣裝置，與氣流管道的入口相連，用于向氣流管道內通入高壓的氣體；

排氣管道，與氣流管道的出口相連，并利用多個風帽將氣流管道內的氣體排出，風帽的排氣孔朝向下集箱的與吸熱管連接的一側；

熱電偶，檢測儲熱單元的溫度。

相較于現有技術而言，本發明提供的太陽能塔式吸熱器保溫裝置，在預熱初始階段，定日鏡場聚光較為分散，反射的太陽光會照射到下集箱處的儲熱單元，通過化學儲熱物質的還原反應將太陽能以內能的形式儲存起來，而當定日鏡場聚光集中時，熱化學儲熱物質溫度下降并將儲存起來的能量通過氧化反應釋放出來加熱氣體，加熱后升溫的氣體進入排氣管道后經過風帽向外排出，吹掃以加熱吸熱管的下端。如此，提高預熱期間吸熱管下端的溫度，減小吸熱管上端和下端的溫差，保持吸熱管整體的溫度均衡。

另外，作為優選，氣流管道的入口設于儲熱單元的遠離吸熱管的一側，氣流管道的出口設于儲熱單元的靠近吸熱管的一側，排氣管道為環狀結構、且周向環繞于儲熱單元的靠近吸熱管的一側。