用于太阳能塔式发电的新型平板式吸热器及使用其的系统技术方案

技术编号:28616475 阅读:27 留言:0更新日期:2021-05-28 16:11
本发明专利技术公开了一种用于太阳能塔式发电的新型平板式吸热器及使用其的系统,系统包括防风罩、平板式吸热器和循环管路,其中平板式吸热器是光热转化和热能传递的主要元件,防风罩避免吸热器热损失,循环管路保证工作流体的循环。工作过程中,平板式吸热器内的传热流体从蒸发面吸热蒸发,在冷凝面放热冷凝,冷凝的传热流体回流至蒸发面进入下一轮的循环工作,通过气液相变过程将热量传递给工作流体。本发明专利技术平板式吸热器通过格栅的布置与结构的创新,使吸热器的高度相较于传统的热管式吸热器降低了一半以上,减小了迎风面积并降低了重心,提高其稳定性。同时采用热管原理间接传热的方式,使平板式吸热器可以耐受高热流密度和热冲击,延长其使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
用于太阳能塔式发电的新型平板式吸热器及使用其的系统
本专利技术涉及一种适用于太阳能塔式发电的平板式吸热器及使用其的系统,属于太阳能高温热利用

技术介绍
进入21世纪,随着化石燃料的日渐枯竭以及环境污染的日益严重,能源问题成为制约我国经济快速发展的瓶颈。太阳能作为一种储能巨大、清洁环保、分布广阔的可再生能源,正成为能源领域研究和开发利用的热点。其中塔式太阳能热发电系统具有聚光倍数高,光热转换效率高以及发电成本低等优点而得到快速发展;但塔式太阳能热发电系统的吸热器由于在非稳态、不均匀、高能流密度的热载荷作用下工作,存在局部过热、热疲劳、热棘轮等问题,对吸热器的稳定性和可靠性产生严重的影响,已经成为影响塔式热发电系统性能的一个关键技术问题。同时,为了提高聚光倍数,需要广阔的定日镜场,也就需要将吸热器放置在更高的镜场焦点上,由此引发较大的迎风面积和相对地面更高的重心,造成吸热器及中心塔的不稳定。在焦点位置和吸热面积不变的情况下,便需要将吸热器结构进行调整以解决上述问题。吸热器是塔式太阳能热发电系统的核心部件,直接式的吸热器在吸光板和冷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于太阳能塔式发电的新型平板式吸热器,其特征在于,所述新型平板式吸热器包括由外向内设置的吸光板、金属纤维毡、金属丝网、格栅、隔板、翅片、盖板,盖板上设有进口管和出口管,所述吸热器的侧面设有封条形成密封环境;所述隔板上穿过设有充注管;/n吸光板、隔板、封条和充注管组成热板侧,热板侧内部为真空状态设有金属纤维毡、金属丝网、格栅和传热流体,传热流体经充注管进入;隔板、翅片、封条、盖板、进口管、出口管组成换热侧,工作流体通过进口管、出口管流经换热侧,传热流体利用热管原理间接传热的方式将热能传递至循环的工作流体;所述吸热器中传热流体的蒸发面和冷凝面在同一水平线上。/n

【技术特征摘要】
1.用于太阳能塔式发电的新型平板式吸热器,其特征在于,所述新型平板式吸热器包括由外向内设置的吸光板、金属纤维毡、金属丝网、格栅、隔板、翅片、盖板,盖板上设有进口管和出口管,所述吸热器的侧面设有封条形成密封环境;所述隔板上穿过设有充注管;
吸光板、隔板、封条和充注管组成热板侧,热板侧内部为真空状态设有金属纤维毡、金属丝网、格栅和传热流体,传热流体经充注管进入;隔板、翅片、封条、盖板、进口管、出口管组成换热侧,工作流体通过进口管、出口管流经换热侧,传热流体利用热管原理间接传热的方式将热能传递至循环的工作流体;所述吸热器中传热流体的蒸发面和冷凝面在同一水平线上。


2.如权利要求1所述的用于太阳能塔式发电的新型平板式吸热器,其特征在于,所述传热流体从吸光板吸热蒸发且在隔板冷凝放热,冷凝后的传热流体通过格栅回流至吸光板的内表面进入下一轮循环;所述冷凝放热的热量通过隔板和翅片传递给工作流体。


3.如权利要求2所述的用于太阳能塔式发电的新型平板式吸热器,其特征在于,所述格栅采用3D打印或钎焊的方式连接在隔板的冷凝面,并从隔板的冷凝面向吸光板的蒸发面倾斜10°~30°的角度,格栅的高度方向延伸至金属丝网的表面。


4.如权利要求3所述的用于太阳能塔式发电的新型平板式吸热器,其特征在于,所述格栅设为倾斜的正六边形边框,且在纵向上最低处为边框的棱边;每个边面在远离冷凝面和棱边的位置,均开出不超过边框边长的通孔,每个正六边形边框与相邻的六个正六边形边框通过通孔相通;
或者,所述格栅设为倾斜的三角棱片,同层的三角棱片不连续,不同层的三角棱片相互错开位置。


5.如权利要求1-4任意之一所述的用于太阳能塔式发电的新型平板式吸热器,其特征在于,所述隔板上还设有多个水平设置的折流板,相邻的折流板的末端错开排布;所述翅片为锯齿形翅片,与折流板在换热侧内部共同形成多回程的换热流道;
进口管和出口管在换热侧的斜对角线上,进口管在出口管的上方;
工作流体为空气或超临界二氧化碳。


6.如权利要求1-4任意之一所述的用于太阳能塔式发电的新型平板式吸热器,其特征在于,所述吸光板...

【专利技术属性】
技术研发人员:凌祥杜明胜刘长田赵娟
申请(专利权)人:南京工业大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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