[發明專利]模塊化太陽能集熱并驅動海水淡化的系統及操作方法

有效

• 申請號: 202010980374.X
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112266037B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 張友森;廖海燕;丁濤;楊慶衛;張忠梅;張建麗;李岸然;萬雪松;張奭;李杰
• 申請（專利權）人: 中國神華能源股份有限公司國華電力分公司;神華國華（北京）電力研究院有限公司;河北國華滄東發電有限責任公司
• 主分類號: C02F1/14
• 分類號: C02F1/14;C02F1/08;C02F103/08
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 王寧

本發明公開一種太陽能集熱裝置，包括：吸熱管，吸熱管外套設有焦點定位環；頂部反射面，設置于吸熱管上方；拋物線反射面，設置于吸熱管下方；連接支架，將焦點定位環、頂部反射面和拋物線反射面連接在一起；其中，拋物線反射面的焦點所在的直線與吸熱管的中心線保持一致。本發明還公開了一種模塊化太陽能集熱裝置、一種模塊化太陽能集熱并驅動海水淡化的系統以及一種模塊化太陽能集熱并驅動海水淡化的系統的操作方法。本發明提供的模塊化太陽能集熱裝置實現了太陽能集熱裝置的模塊化，可以根據功率需要和場地實際情況靈活布置太陽能集熱裝置的數量和排布方式，實現了太陽能的大面積收集，擴大海水淡化的產量。

技術領域

本發明涉及一種太陽能海水淡化系統，具體涉及一種太陽能集熱裝置、一種模塊化太陽能集熱裝置和一種模塊化太陽能集熱并驅動海水淡化的系統及操作方法。

背景技術

海水淡化技術即通過將海水中的淡水成分分離，濃縮海水獲取淡水的技術。隨著國際貿易的發展，世界范圍內沿海地區的經濟得到了飛速發展，隨之不斷出現人口高度密集的大型城市，伴隨而來是對淡水資源的巨大需求。由于需求量巨大，導致大多數沿海城市無法通過遠程調水或抽取地下水等方式長期穩定的滿足自身對淡水資源的需求，因此從河流與海水中獲取淡水資源便成為真正具有可行性的方案。而海水淡化技術由于其原料獲取穩定，對季節、降水等氣候變化的適應性強，因此在全世界范圍內被廣泛采用，目前全球產能已經超過90000000m³/d。

太陽能海水淡化技術由于采用太陽能作為熱能來源，擺脫了對電廠等熱源供給設備的依賴，極大程度的增加了技術應用的靈活性。同時，以消耗太陽能為代價實現海水部分蒸發、再冷凝過程的熱法海水淡化技術，在獲取淡水的過程中相比于膜法而言，耗電量極小。因此，太陽能海水淡化技術對于解決海島地區、電力資源匱乏的沿海地區的淡水資源短缺問題具有獨特的優勢。

但是目前太陽能海水淡化技術存在以下幾點不足：1. 產量小，無法滿足大量人口的淡水需求；2. 結構復雜，噸水淡水產量對應的初期投資成本高，無法滿足經濟性要求，因此不具備大規模應用的條件；3. 設備可靠性差，難以保證長期穩定運行。

發明內容

為克服上述現有技術存在的問題，本發明提供了一種太陽能集熱裝置、一種模塊化太陽能集熱裝置和一種模塊化太陽能集熱并驅動海水淡化的系統及操作方法，具有功率靈活性高，產量高，成本低，結構可靠性強等優點。

為了解決上述問題，本發明采用下述技術方案：

根據本申請的第一方面，提供了一種太陽能集熱裝置，包括：吸熱管，所述吸熱管外套設有焦點定位環；頂部反射面，設置于所述吸熱管上方；拋物線反射面，設置于所述吸熱管下方；連接支架，將所述焦點定位環、所述頂部反射面和所述拋物線反射面連接在一起；其中，所述拋物線反射面的焦點所在的直線與所述吸熱管的中心線保持一致。

可選地，所述太陽能集熱裝置還包括：拋物線反射面定位齒輪，固定在所述拋物線反射面的中間底部；轉軸齒輪，固定于轉軸，并與所述拋物線反射面定位齒輪嚙合在一起；其中，所述轉軸連接至轉動電機并穿過轉軸定位支架的兩個定位孔。

可選地，所述太陽能集熱裝置還包括：通過過盈配合布置于所述吸熱管內的吸液芯；所述吸液芯中具有孔徑尺寸介于1~100μm的范圍內的多孔結構。

在本發明中，通過使用具有多孔結構的吸液芯，可以增加換熱管內壁的有效蒸發面積，有助于同樣管內體積下水的蒸發量更大，蒸發密度更大，從而提高蒸發效率。

可選地，所述吸液芯由含有第一金屬的燒結粉末或者泡沫金屬熱成型后塞入所述吸熱管的內壁熱脹形成；所述第一金屬選自銅、鋁和鎳中的一種或多種的組合；所述泡沫金屬選自銅和鋁中的一種或多種的組合。

可選地，所述拋物線反射面定位齒輪的截面是以所述吸熱管的中心軸線為圓心的圓弧，并不貼合于拋物線反射面的底面。