一种塔式太阳能光热电站吸热器管屏模块制造技术

本实用新型专利技术涉及一种塔式太阳能光热电站吸热器管屏模块，包括上集箱、下集箱和上、下集箱之间的受热管，上、下集箱之间的受热管采用“半包式”鳍片，“半包式”鳍片只设置在受热管的直段，受热管和“半包式”鳍片之间紧密贴合，相邻鳍片之间不固定，鳍片管两端与上、下集箱之间连接采用三维弯管，受热管和“半包式”鳍片外侧涂高吸收率涂层，“半包式”鳍片内侧设置保温绝热层。本实用新型专利技术通过优化设计管屏模块受热管结构，解决吸热器受热面由于热负荷分布不均导致的受热面局部温度过高，受热管向光面和背光面壁面温差较大，进而引发吸热器受热管局部热应力过大影响吸热器使用寿命和强度的问题。由此有效的保证了吸热器的安全运行，延长了吸热器的使用寿命。

A tube screen module for a tower type solar thermal power plant heat absorber

The utility model relates to a tower type solar thermal power station receiver tube screen module, including heating tube header and the lower header and the upper and lower box set between the upper and lower box between the heating tube with a \half\ fin, \half\ only set in the heat pipe fin the straight section, a heating pipe and \semi package\ fins tightly between adjacent fins is not fixed, between both ends and the upper and lower box fin tube are connected by a three-dimensional pipe, heating pipe and \half\ lateral fin coated high absorption coating, \half\ fins arranged on the inner side of the insulation insulation layer. The utility model by optimizing the design of tube screen module heat pipe structure, solve heat heating surface due to the thermal load distribution caused by local high temperature heat pipe to the light and dark wall temperature difference, and thus lead to heat heating pipe local excessive thermal stress problems affecting the life and strength of the heat absorber. This ensures the safe operation of the heat exchanger and prolongs the service life of the heat exchanger.

【技术实现步骤摘要】
一种塔式太阳能光热电站吸热器管屏模块
本技术涉及一种塔式太阳能光热电站吸热器管屏模块。属于塔式太阳能热发电领域。
技术介绍
随着我国经济的快速发展，社会经济对化石燃料的需求日益增长，但随之带来的是大气污染物排放总量居高不下，使我国大气环境面临的形势非常严峻。在此背景下，近年来国家鼓励发展清洁能源技术。为此，国家能源局在2016年9月批准了一批光热电站示范项目，大力发展太阳能热发电技术。在已批准的示范项目中，塔式太阳能热发电技术项目占据主导地位。但塔式技术难度大，各研发单位在塔式技术的研发设计过程中都或多或少遇到各种技术难题。其中，塔顶吸热器受热面热强度分布不均导致的受热面管屏的使用寿命和强度不达标问题，一直是困扰塔式技术研发的最大难点，该问题能否得到较好的解决，将影响到塔式光热发电技术的成败。目前已有的技术对上述问题的解决方案并不完善，例如中国专利CN104676919A提出了双列管结构的太阳能塔式吸热器设计方案，该方案采用双列管的布置方式，包括外圈吸热管和内圈吸热管，利用内圈吸热管吸收热能，然后辐射给外圈吸热管，该方案在一定程度上缓解了外圈吸热管向光面和背光面壁面温差，但内圈管利用率不高，双列布管增加了耗钢量，双列管的安装精度要求很高，提高了造价成本，且内圈吸热管仍然存在向光面和背光面壁面温差较大的情况。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种塔式太阳能光热电站吸热器管屏模块，并通过优化设计管屏模块受热管结构，解决吸热器受热面由于热负荷分布不均导致的受热面局部温度过高，受热管向光面和背光面壁面温差较大，进而引发吸热器受热管局部热应力过大影响吸热器使用寿命和强度的问题。本技术解决上述问题所采用的技术方案为：一种塔式太阳能光热电站吸热器管屏模块，所述的吸热管屏模块包括上集箱、下集箱和上、下集箱之间的受热管，上、下集箱之间的受热管采用“半包式”鳍片，“半包式”鳍片只设置在受热管的直段，受热管和“半包式”鳍片之间紧密贴合，相邻鳍片之间不固定，鳍片管两端与上、下集箱之间连接采用三维弯管，受热管和“半包式”鳍片的向光侧涂高吸收率（吸收率大于0.92）涂层，“半包式”鳍片的背光侧设置保温绝热层。作为优选，受热管和半包鳍片应紧密贴合，减少接触热阻，当制造条件许可时，受热管和半包鳍片可以一次成型，完全消除受热管和半包鳍片之间的接触热阻。作为优选，“半包式”鳍片只设置在受热管的直段，受热管两端留一定长度的光管，便于弯曲加工，与集箱连接。作为优选，受热管两端与上、下集箱的连接采用三维弯曲的方式错开连接，便于受热管内工质进入集箱后互相侧向对冲，增加工质流场扰动，良好的混合可以消除不同受热管进、出口工质的温度热偏差。作为优选，受热管两端向管屏模块内侧弯曲，通过受热管向内弯曲使集箱位置处于管屏模块内侧，并通过弯曲部分的长度和幅度控制集箱位置，方便多个管屏模块并联或者串联连接，避免多个管屏模块布置时集箱之间的位置重叠。进一步的，当该吸热器管屏模块采用熔盐工质时，由于熔盐物性的原因，对流换热系数比较小，受热管内壁温度比较高，如果管壁比较厚，受热管向光侧截面温度梯度较大，热应力很大，会严重影响吸热器安全运行，故当本专利技术所述管屏模块采用熔盐作为工质时，应当适当减薄受热管壁厚，采用薄壁管。进一步的，当该吸热器管屏模块采用水工质时，由于水良好的导热性以及水工质有较高的压力要求，受热管壁厚应当根据强度计算选取合适尺寸。本专利技术的原理在于：受热管采用“半包式”鳍片，热辐射由光场投射到吸热器受热面管屏模块上，受热管和半包鳍片同时接受热辐射。受热管正面接收直接热负荷，半包鳍片将本身接受的热负荷以导热方式传递到受热管背光侧。受热管通过正面热辐射和背面导热方式实现向光面和背光面同时受热，有效解决了受热管正反面壁温温差过大导致的热应力超限的问题。与现有技术相比，本技术的优点在于：1、通过设置半包鳍片解决了受热管正反面壁温温差过大导致的热应力超限的问题，改善受热管受热工况，提高吸热器管屏模块的安全性，延长吸热器使用寿命；2、吸热器管屏模块化，可根据光热电站实际大小确定所需管屏模块的数量，合理布置吸热器受热面，缩短光热电站设计周期；3、吸热器管屏模块化，可在制造厂完成吸热器管屏模块制造，现场模块化安装，可节省现场安装成本，加快现场安装速度，缩短光热电站建设周期；4、吸热器管屏模块化，当光热电站投运后，某个管屏模块出现问题可直接更换该管屏模块，便于后期运行维护，降低维护成本，节省维护时间。附图说明图1是本专利技术管屏模块示意图。图2是图1的侧视图。图3是本专利技术受热管排列示意图。图4是本专利技术“半包式”鳍片受热管传热示意图。其中：上集箱1、下集箱2、受热管3、“半包式”鳍片4。具体实施方式以下结合实施例对本技术作进一步详细描述。本技术涉及一种塔式太阳能光热电站吸热器管屏模块，其正视图和侧视图如图1,2所示。管屏模块为竖直条状结构，管屏模块两端为工质汇集集箱，分别为上集箱1和下集箱2，中间为受热管3。受热管3采用“半包式”鳍片4，“半包式”鳍片4为通长的钢板，沿受热管3的长度方向布置，设置于受热管3的直段。如图3所示，受热管3和“半包式”鳍片4之间紧密贴合，以减小接触热阻，若制造条件许可，受热管和半包鳍片可一次成型，消除接触热阻。相邻鳍片之间不固定，以方便受热时自由膨胀。受热管3的两端与上集箱1和下集箱2之间连接采用三维弯管，错开连接，便于受热管内工质进入集箱后互相侧向对冲，增加工质流场扰动，消除不同受热管进、出口工质的温度热偏差。受热管和“半包式”鳍片外侧涂有吸收率大于0.92的涂层，“半包式”鳍片内侧设置保温绝热层。如图4所示。光场的热辐射投射到管屏模块向光侧，受热管正面和半包鳍片正面接收热负荷。半包鳍片受热后温度升高，通过与受热管接触部分，半包鳍片将自身热量传导至受热管背面，实现受热管向光侧和背光侧同时受热，避免发生传统技术中受热管只有一面受热造而成热应力过大的情况。除上述实施例外，本技术还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本技术权利要求的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种塔式太阳能光热电站吸热器管屏模块，其特征在于：包括上集箱（1）、下集箱（2）和上、下集箱之间的受热管（3），上、下集箱之间的受热管（3）采用“半包式”鳍片（4），“半包式”鳍片（4）设置于受热管（3）的背光侧，且“半包式”鳍片（4）的长度大于受热管（3）的直径长度，所述受热管（3）的两端与上、下集箱之间的连接采用三维弯管，受热管（3）和“半包式”鳍片（4）的向光侧涂有吸收率大于0.92的涂层，“半包式”鳍片（4）的背光侧设置保温绝热层。

【技术特征摘要】
1.一种塔式太阳能光热电站吸热器管屏模块，其特征在于：包括上集箱（1）、下集箱（2）和上、下集箱之间的受热管（3），上、下集箱之间的受热管（3）采用“半包式”鳍片（4），“半包式”鳍片（4）设置于受热管（3）的背光侧，且“半包式”鳍片（4）的长度大于受热管（3）的直径长度，所述受热管（3）的两端与上、下集箱之间的连接采用三维弯管，受热管（3）和“半包式”鳍片（4）的向光侧涂有吸收率大于0.92的涂层，“半包式”鳍片（4）的背光侧设置保温绝热层。2.根据权利要求1所述的一种塔式太阳能光热电站吸热器管屏模块，其特征在于：“半包式”鳍片（4）设置在受热管（3）的直段，受...

【专利技术属性】
技术研发人员：王康，杨天亮，雷钦祥，施春荣，王殿，刘建明，
申请(专利权)人：江苏双良锅炉有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32