[發明專利]一種動力吸振與阻尼耗能的低振動碟式太陽能聚光裝置

有效

• 申請號: 202210244025.0
• 申請日: 2022-03-14
• 公開（公告）號: CN114576869B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 顏健;劉永祥;宋天池;胡耀松
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: F24S23/70
• 分類號: F24S23/70;F24S20/20;F24S30/40;F03G6/06;F16F15/023;F16F15/067;F16F15/02;F16F15/28
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本發明公開了一種動力吸振與阻尼耗能的低振動碟式太陽能聚光裝置，包括由輻射梁陣列支撐的聚光器、支撐桁架、雙軸跟蹤裝置、液動耗能裝置、若干阻尼器Ⅲ和阻尼器Ⅰ、若干動力吸振器和若干拉緊器等；液動耗能裝置包括固定在支撐桁架末端的箱體Ⅰ、固定在支撐桁架上且靠近雙軸跟蹤裝置頂端鉸接點的箱體Ⅱ、控制箱體Ⅰ和箱體Ⅱ液量的液壓泵站；動力吸振器分別固定在各輻射梁外端和支撐桁架伸出末端；阻尼器Ⅰ兩個分別并列于絲桿驅動裝置兩側且與絲桿軸線平行，其兩端鉸接軸分別與絲桿驅動裝置的兩端鉸接銷軸共軸。本發明通過增加阻尼器和拉緊器，在結構大振幅位置增加動力吸振器和液動耗能裝置，低成本的實現風載作用下碟式聚光裝置的結構減振。

技術領域

本發明屬于太陽能聚光熱發電領域，尤其是涉及一種動力吸振與阻尼耗能的低振動碟式太陽能聚光裝置。

背景技術

太陽能是清潔環保和分布廣泛的可再生能源。碟式/斯特林熱發電是通過拋物碟式聚光系統將太陽光能聚集到接收器上，加熱接收器內流體工質，進而驅動斯特林熱機并帶動發電機進行發電的新能源清潔發電技術。它具有光-電轉換效率高、布置靈活和模塊化程度高等優點，既可用于大規模集成并網供電，又可用于分布式獨立供電，特別適合偏遠與邊防地區，是目前太陽能高品位光熱發電的重要方式之一。

碟式太陽能聚光裝置是為斯特林熱機提供高品質能量源泉的光學聚能裝置，但其迎風面積大且結構質量重，服役時易受風載作用產生結構變形而降低聚光精度，造成聚焦能量分布品質惡化，顯著降低整機的發電效率，更為嚴重的將導致接收器局部產生高溫而燒穿管壁等安全問題，已成為制約碟式熱發電系統安全高效發電運行的重要瓶頸。現有技術中（例如中國專利申請號201220209967.7和申請號201410288615.9），典型結構的碟式聚光裝置通常包括聚光器、一端與聚光器的中心固定體固定連接的支撐桁架、固定于地基的支撐立柱、安裝在支撐立柱頂部的高度-方位雙軸跟蹤裝置；該聚光器包括沿中心固定體圓周陣列固定的若干輻射梁、連接相鄰輻射梁的連接桿、安裝在輻射梁和連接桿上的若干反射鏡單元；該高度-方位雙軸跟蹤裝置包括連接在支撐立柱頂端的方位旋轉裝置、安裝在方位旋轉裝置另一端并同軸布置的可動支撐柱，可動支撐柱的頂端與支撐桁架銷軸鉸接、兩端分別與可動支撐柱的下方側面和支撐桁架進行銷軸鉸接的絲桿驅動裝置，從而形成三角形俯仰機構，驅動聚光器高度角的改變。而用于熱能-機械能-電能轉換的斯特林熱發電裝置安裝在支撐桁架另一末端且位于聚光器反射鏡面焦點位置。由于現有技術中碟式聚光裝置的結構阻尼小，在脈動風載荷作用下其振動明顯，對聚光性能影響顯著。同時，現有結構設計時更多關注其結構強度問題和靜變形問題，對振動及其減振關注很少。因此，從風載作用下結構減振的角度，發明創造風載作用下低振動的碟式太陽能聚光裝置，“穩定”聚光裝置的聚光精度性能，對實現碟式熱發電系統安全、高效發電運行尤為重要，也是產業發展亟需解決的重要瓶頸問題之一。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種結構簡單的動力吸振與阻尼耗能的低振動碟式太陽能聚光裝置，它是通過在高度角驅動的絲桿驅動裝置并列阻尼器，在聚光裝置的大振幅位置增加動力吸振器和液動減振箱；并將聚光器外端與支撐桁架通過帶阻尼的拉緊器進行相連接，即增加了結構剛度又增加了阻尼，低成本的實現風載作用下碟式太陽能聚光裝置的結構減振，“穩定”其聚光精度性能。