[發(fā)明專利]一種用于太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的碟式集熱加熱器及設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310028426.7
• 申請日: 2023-01-09
• 公開（公告）號: CN115751737B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳建中;薛有為;閻善武;薛元良
• 申請（專利權(quán)）人: 南通源動太陽能科技有限公司
• 主分類號: F24S23/00
• 分類號: F24S23/00;F24S10/70;F03G6/06
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 張洋

本發(fā)明的實施例提供了一種用于太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的碟式集熱加熱器及設(shè)計方法，涉及太陽能集熱加熱器結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。該碟式集熱加熱器包括外殼、多個加熱管、進(jìn)氣集氣室以及進(jìn)氣管，外殼設(shè)有集熱腔和聚光口，集熱腔和聚光口連通，多個加熱管沿周向均勻設(shè)置于集熱腔內(nèi)，進(jìn)氣管和進(jìn)氣集氣室連通、進(jìn)氣集氣室和所有加熱管連接。且進(jìn)氣集氣室位于聚光口的邊緣圍成的聚光區(qū)域的外部，集氣室用于將導(dǎo)熱工質(zhì)輸送至加熱管，太陽能經(jīng)聚光口進(jìn)入集熱腔，并加熱進(jìn)氣集氣室和加熱管內(nèi)的導(dǎo)熱工質(zhì)。由于導(dǎo)熱工質(zhì)在進(jìn)氣集氣室內(nèi)已經(jīng)被加熱過，進(jìn)入集熱腔的太陽能可以對加熱管內(nèi)的導(dǎo)熱工質(zhì)進(jìn)行二次加熱，從而提高碟式集熱加熱器的集熱效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能集熱加熱器結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種用于太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的碟式集熱加熱器及設(shè)計方法。

背景技術(shù)

碟式斯特林太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)利用斯特林熱力機小型、高溫、高效的技術(shù)特點，將斯特林發(fā)動機與碟式集熱器直聯(lián)，斯特林發(fā)動機布置在碟式集熱器的焦點處與聚光系統(tǒng)一起跟蹤太陽能。利用了碟式聚光集熱效率高、斯特林機效率高的優(yōu)點，不帶傳熱蓄熱系統(tǒng)，獲得了超過30%的太陽能熱發(fā)電效率。但是由于沒有配置傳熱蓄熱裝置，在當(dāng)前電力系統(tǒng)可再生能源替代常規(guī)能源發(fā)電應(yīng)用中受到限制。由于太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的儲熱器體積非常龐大，難以布置在聚光支架上跟蹤太陽運動，只能布置在地面。因此必須將太陽能經(jīng)過高溫集熱并利用高溫導(dǎo)熱工質(zhì)傳輸?shù)降孛娴膬峁蕖２拍軐崿F(xiàn)可儲能的高溫太陽能熱發(fā)電技術(shù)的市場應(yīng)用。

碟式太陽能聚光集熱裝置是效率最高的太陽能聚光集熱系統(tǒng)。其聚光集熱效率高達(dá)90%以上，遠(yuǎn)高于塔式、槽式聚光集熱系統(tǒng)。是理想的太陽能熱高溫聚光集熱技術(shù)。由于碟式太陽能集熱裝置需要利用高溫導(dǎo)熱工質(zhì)進(jìn)行長距離高溫導(dǎo)熱作業(yè)，因此現(xiàn)有技術(shù)中的碟式集熱器存在熱能損失嚴(yán)重，集熱效率低下的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種用于太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的碟式集熱加熱器及設(shè)計方法，其能夠提高用于太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的碟式集熱加熱器的集熱效率，降低熱能的損耗。

本發(fā)明的實施例可以這樣實現(xiàn)：

本發(fā)明的實施例提供了一種用于太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的碟式集熱加熱器，其包括：

外殼，所述外殼設(shè)有集熱腔和聚光口，所述集熱腔和所述聚光口連通；

多個加熱管，所述多個加熱管沿周向均勻設(shè)置于所述集熱腔內(nèi)；

進(jìn)氣集氣室，所述進(jìn)氣集氣室和所有所述加熱管連接，所述進(jìn)氣集氣室位于所述聚光口的邊緣圍成的聚光區(qū)域的外部，所述進(jìn)氣集氣室用于對導(dǎo)熱工質(zhì)進(jìn)行初加熱并將導(dǎo)熱工質(zhì)輸送至所述加熱管；

進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管和所述進(jìn)氣集氣室連接；

其中，太陽能經(jīng)所述聚光口進(jìn)入所述集熱腔，并加熱所述進(jìn)氣集氣室和所述加熱管內(nèi)的所述導(dǎo)熱工質(zhì)。

可選地，所述多個加熱管共同形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，且所述多個加熱管均沿所述外殼的中心線對稱設(shè)置并均勻布置。

可選地，所有所述加熱管連接有所述進(jìn)氣集氣室的部分均朝向相互遠(yuǎn)離的方向連續(xù)均勻彎曲。

可選地，相鄰兩個所述加熱管之間的間隙范圍在0.05mm-0.1mm之間。

可選地，所述用于太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的碟式集熱加熱器還包括多個導(dǎo)流片，所述多個導(dǎo)流片均間隔設(shè)置于所述進(jìn)氣集氣室。

可選地，所述進(jìn)氣集氣室呈圓環(huán)狀，所述進(jìn)氣集氣室的兩個側(cè)壁均連接有所述導(dǎo)流片，位于不同側(cè)壁的所述導(dǎo)流片交錯設(shè)置。

可選地，所述用于太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的碟式集熱加熱器還包括流量調(diào)節(jié)閥，所述流量調(diào)節(jié)閥設(shè)置于所述進(jìn)氣管。

可選地，所述用于太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的碟式集熱加熱器還包括出氣組件，所述出氣組件位于所述聚光口的邊緣圍成的聚光區(qū)域內(nèi)，所述出氣組件和所述加熱管連接。