太阳能热吸收器以及塔式太阳能热发电器制造技术

本公开提出了一种太阳能热吸收器，其特征在于，包括：窗口，其上盖有透光密封材料(2)；进气壳体(4)，设置在所述窗口的一侧，并开有工质入口；吸热管座(8)，耦合于所述进气壳体和所述窗口，所述吸热管座的朝向窗口的内侧表面和窗口一起构成了集热腔(12)，所述吸热管座的朝向窗口的内侧表面上设置有吸热管(10)，所述吸热管座的外侧表面设有散热片(9)，所述吸热管座在所述吸热管和所述散热片旁设置有多个通气孔(16)，工质流经所述吸热管及散热片并通过所述通气孔流出。

【技术实现步骤摘要】

本公开一般地涉及太阳能应用领域，特别涉及用于太阳能集热装置。
技术介绍
目前，随着全球的化石能源储量不断降低，可替代式能源需求越来越大。技术人员开始研究如何从太阳能、风能、水能、生物能、化学能中高效地获取电能和热能。相关的研究成果也不断出现。在诸多的替代式能源中，太阳能是一个主要研究方向。对太阳能利用具有长期、稳定、对环境影响轻微等显著优点。目前，太阳能发电主要有两大类型：太阳能光伏发电和太阳能热发电。太阳能光伏发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式，包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电等。太阳能热发电是先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能。本领域所已知的太阳能热发电转化方式有：(一)将太阳热能直接转化成电能，如半导体或金属材料的受热温差发电；(二)是将太阳热能流入热机，带动发电机发电，这与常规热力发电类似，只不过是其热能不是来自化石能源，而是来自太阳能。第二种转换方式目前已经发展的较为成熟，其主要是通过大量反射表面聚集太阳辐射获得热能，将热能转化成高温蒸汽驱动热机来发电，其中主要的技术方式有：太阳能槽式发电；太阳能塔式热发电；太阳能碟式热发电。在这三种技术中，塔式热发电具有潜在的最高运行温度，随着技术的进步，具有很大的高转化效率与低成本优势。一般而言，塔式热发电是采用大量的定向反射镜将太阳光聚集到一个装在塔顶的中央热吸收器上，在热吸收器中产生较高的温度，再将热能传给工质，经过蓄热环节，再输入热动力机带动发电。主要由聚光系统、热接收系统、蓄热系统、发电系统等部分组成。热吸收器是塔式热发电器的核心部件。在其中吸收聚光系统聚集的太
阳能，产生较高的温度(1000℃以上)，将工质流入其中，将热能带走进入后续的发电系统。常用的热吸收器有垂直空腔型、水平空腔型和外部受光型等类型。例如，美国专利5,323,764中描述了一种空腔式热吸收器。空腔式热吸收器一般开设有一窗口，在窗口上覆有可透光的密封材料(多为玻璃)。聚光系统反射的太阳光线通过该窗口射入接收器的腔体，在其中产生并积蓄较高的温度和热能，将低温工质通入腔体内，循环流动的工质吸收大量热能后，变为高温高压的流体进入后续的发电系统。根据专利技术者的长期研究发现，现有空腔型热吸收器虽然已经达到了一定效率，但专利技术者的实际生产、使用过程希望获得更高的使用效率和更便捷的生产方式，以进一步降低成本。例如，(1)为了实现较好的热交换效果，需要在集热腔内部设置吸热管,在实际生产中，设置吸热管的过程需要精密的操作；(2)集热腔的内部和工质热交换效率希望得到进一步的提高，使工质更达到更高的温度，便于后续发电系统的需求。因此，目前极需一种能有效解决上述进一步的需要、生产安装方便，热传导效率高，吸热效果好，装拆维修方便的热吸收器设备。公开内容针对以上现有技术的缺陷，本公开的目的至少在于提供一种改进型太阳能热吸收器。根据本公开的第一方面，提出了一种太阳能热吸收器，其特征在于，包括：窗口，其上盖有透光密封材料(2)；进气壳体(4)，设置在所述窗口的一侧，并开有工质入口(13)；吸热管座(8)，耦合于所述进气壳体和所述窗口，所述吸热管座的朝向窗口的内侧表面和窗口一起构成了集热腔(12)，所述吸热管座的朝向窗口的内侧表面上设置有吸热管(10)，所述吸热管座的外侧表面设有散热片(9)，所述吸热管座在所述吸热管和所述散热片旁设置有多个通气孔(16)，工质流经所述吸热管及散热片并通过所述通气孔流出。根据本公开的第二方面，所述进气壳体的内侧贴有进气壳体隔热层(5)，所述进气壳体隔热层的一侧与透光密封材料密封连接，而另一侧与所述吸热管座密封连接；热吸收器外壳(7)套在所述吸热管座之外，在所述热吸收器外壳与所述吸热管座之间限定了外部热交换区(14)，在所述热吸收器外壳上
开有工质出口(15)；所述集热腔是内凹式空腔体。根据本公开的第三方面，所述透光密封为玻璃镜，所述玻璃镜置于铜垫(3)上，并密封连接于所述进气壳体，在所述玻璃镜上盖有透光盖板(1)，所述透光盖板和所述透光密封材料之间构成隔热层，将工质与环境空气间隔开。根据本公开的第四方面，所述吸热管座由热塑性水泥构成，并且在热塑性水泥上插入所述吸热管和所述散热片，所述吸热管和所述散热片以垂直地或以一定角度被插入吸热管座。根据本公开的第五方面，所述吸热管为圆柱体、长方体或片状体，所述散热片为二折形、圆柱体、长方体，或其他片状形状；所述通气孔的密度为每平方厘米2到20个；所述吸热管的密度为每平方厘米1-10根，直径是2.5mm－3mm；所述散热片的密度为每平方厘米1到10片。根据本公开的第六方面，所述吸热管从所述吸热管座的外侧表面被插入于所述吸热管座上，随后所述散热片也从所述吸热管座的外侧表面被插入于所述吸热管座上。根据本公开的第七方面，所述吸热管和所述散热片在安装前就被焊接在一起，并从所述吸热管座的外侧表面被插入所述吸热管座直至所述吸热管突出于所述吸热管座的内表面之外，而所述散热片突出于所述吸热管座的外表面之外。根据本公开的第八方面，所述工质流动的路径被限定为由所述工质入口喷入并吹向所述窗口，再经由所述通气孔流出所述集热腔并进入所述外部热交换区并由所述工质出口流出，期间所述工质流过所述吸热管和所述散热片并与所述吸热管和所述散热片发生热交换。根据本公开的第九方面，所述吸热管及散热片采用金属材质。根据本公开的第十方面，提出了一种塔式太阳能热发电器，使用如以上所构造的太阳能热吸收器作为吸热器件。在本文中，术语“连接”或“耦合”被定义为两个主体之间的连接，不过不一定是直接的连接，也可包括通过其他中间节点或设备而实现的间接连接关系。本文中所使用的术语“包括”、“具有”、“包含”、以及“含有”是开放式的连接动词。因此，一种方法或装置“包括”、“具有”、“包
含”或“含有”一个或一个以上步骤或组件指的是：该方法或装置具有那些一个或一个以上步骤或组件，但并不是仅仅具有那些一个或一个以上步骤或组件，也可包括其他的本文中未提及的一个或一个以上步骤或组件。应当理解，本公开以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本公开提供进一步的解释。附图简述包括附图是为提供对本公开进一步的理解，它们被收录并构成本公开的一部分，附图示出了本公开的实施例，并与本说明书一起起到解释本公开原理的作用。在结合附图并阅读了下面的对特定的非限制性本公开的实施例之后，本公开的其他特征以及优点将变得显而易见。其中：图1示出了根据本公开的一个方面的改进型空腔式太阳能热吸收器的剖面图。图2是根据本公开的一个方面的改进型空腔式太阳能热吸收器中集热腔的内部的剖面图。图3是根据本公开的一个方面的改进型空腔式太阳能热吸收器中的热吸收器吸热管座上吸热管和散热片的设置示意图。图4是根据本公开的一个方面的改进型空腔式太阳能热吸收器中的热吸收器吸热管座上吸热管和散热片的第二种设置示意图。图5是根据本公开的一个方面的改进型空腔式太阳能热吸收器中的散热片的结构三维示意图。具体实施方式参考在附图中示出和在以下描述中详述的非限制性实施例，更完整地说明本公开的多个技术特征和有利细节。并且，以下描述忽略了对公知的原始材料、处理技术、组件以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能热吸收器，其特征在于，包括：窗口，其上盖有透光密封材料(2)；进气壳体(4)，设置在所述窗口的一侧，并开有工质入口(13)；吸热管座(8)，耦合于所述进气壳体和所述窗口，所述吸热管座的朝向窗口的内侧表面和窗口一起构成了集热腔(12)，所述吸热管座的朝向窗口的内侧表面上设置有吸热管(10)，所述吸热管座的外侧表面设有散热片(9)，所述吸热管座在所述吸热管和所述散热片旁设置有多个通气孔(16)，工质流经所述吸热管及散热片并通过所述通气孔流出。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能热吸收器，其特征在于，包括：窗口，其上盖有透光密封材料(2)；进气壳体(4)，设置在所述窗口的一侧，并开有工质入口(13)；吸热管座(8)，耦合于所述进气壳体和所述窗口，所述吸热管座的朝向窗口的内侧表面和窗口一起构成了集热腔(12)，所述吸热管座的朝向窗口的内侧表面上设置有吸热管(10)，所述吸热管座的外侧表面设有散热片(9)，所述吸热管座在所述吸热管和所述散热片旁设置有多个通气孔(16)，工质流经所述吸热管及散热片并通过所述通气孔流出。2.如权利要求1所述的太阳能热吸收器，其特征在于，所述进气壳体的内侧贴有进气壳体隔热层(5)，所述进气壳体隔热层的一侧与透光密封材料密封连接，而另一侧与所述吸热管座密封连接；热吸收器外壳(7)套在所述吸热管座之外，在所述热吸收器外壳与所述吸热管座之间限定了外部热交换区(14)，在所述热吸收器外壳上开有工质出口(15)；所述集热腔是内凹式空腔体。3.如权利要求2所述的太阳能热吸收器，其特征在于，所述透光密封为玻璃镜，所述玻璃镜置于铜垫(3)上，并密封连接于所述进气壳体，在所述玻璃镜上盖有透光盖板(1)，所述透光盖板和所述透光密封材料之间构成隔热层，将工质与环境空气间隔开。4.如权利要求3所述的太阳能热吸收器，其特征在于，所述吸热管座由热塑性水泥构成，并且在热塑性水泥上插入所述吸热管和所述散热片，所述吸热管和所述散热片...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建农，
申请(专利权)人：浙江同景新能源集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33