线聚焦集热系统排空传热工质的方法及其线聚焦集热系统技术方案

本发明专利技术公开一种线聚焦集热系统排空传热工质的方法及其线聚焦集热系统，属于太阳能热系统技术领域，包括以下内容：停止传热工质循环，保持对集热管的聚焦模式；传热工质由集热管疏排到储罐，在传热工质疏排的过程中，集热管的排空段由聚焦模式转换到光伴热模式，聚焦模式包括聚焦状态，在增加散焦状态后转换成光伴热模式，通过调节聚焦状态和散焦状态所占的时间比例，控制光伴热模式时集热管的温度，继续对集热管进行保温；传热工质排空后，停止光伴热模式。本发明专利技术能够避免集热管内传热工质的凝固，提高传热工质的疏排效率，降低能源损耗；能够解决低速循环防凝所导致的高能耗问题，也能解决高凝固点传热工质疏排过程存在的冻堵风险。风险。风险。

【技术实现步骤摘要】
线聚焦集热系统排空传热工质的方法及其线聚焦集热系统


[0001]本专利技术涉及太阳能热系统
，特别是涉及一种线聚焦集热系统排空传热工质的方法及其线聚焦集热系统。

技术介绍

[0002]太阳能光热发电具有能量转换效率较高、制造过程能耗低、使用过程清洁无污染、可实现大规模储热等优势。太阳能光热发电基本原理是采用大规模反射镜将太阳辐射能汇聚到集热系统中，用来加热集热装置中的水、导热油或熔盐等传热工质，从而将低能流密度的太阳辐射能汇聚成高能流密度的热能。
[0003]根据集热场的聚光形式，目前主流的聚光太阳能光热发电包括槽式、塔式、线性菲涅尔式和蝶式四种技术路线。其中槽式和线性菲涅尔式为线聚焦集热模式。线聚焦集热场传热工质管线长、热损大。传统运行模式通常将传热工质加热一次性注入集热系统，或采用电阻抗加热的方式预热集热管道再一次性注入传热工质，此后除集热系统故障检修等，传热工质始终停留在循环管线中，导热油和熔盐的凝固点较高，集热场在非集热状态时，传热工质需要通过低速循环方式防止发生冻堵，为补充集热系统的热损，传热工质需要依靠外部能源进行补热，同时循环泵也需要消耗大量的能量。
[0004]已有专利文献中存在设置疏盐系统的方案，例如，授权公告号为CN 203479118 U的中国专利公开了一种自流式疏盐的熔盐储能系统，包括高温熔盐罐、低温熔盐罐和若干个通过熔盐管道串联连接的热交换器，熔盐管道最低点高于高温熔盐罐和低温熔盐罐内的熔盐液位，熔盐管道最低点通过疏盐管道分别与高温熔盐罐和低温熔盐罐连接。该方案完全依靠重力来实现熔盐的疏盐功能，然而，熔盐在管内流动时，可能会在已排空区域产生负压而影响进一步的流动，或者因为熔盐本身温度较低而导致流动速度慢，或者外界温度低而凝固在管壁上阻碍流动等等，因此，单纯依靠重力疏盐的方案只适合极为少数的工况。
[0005]再如，授权公告号为CN 210179929 U的中国专利公开了一种太阳能热发电站疏盐系统布置结构，包括疏盐罐、排盐槽、疏盐泵以及疏盐坑，疏盐罐设置在疏盐坑的底部，疏盐泵设置在疏盐罐的上方，排盐槽和设置在疏盐坑内，排盐槽顶面低于疏盐罐的底面；疏盐罐和排盐槽通过管道连通，管道上设置有阀门；疏盐泵的进盐口连通疏盐罐，疏盐罐设置排气口，排气口连接有用于排气的管道。该方案利用疏盐泵作为疏盐过程的动力，如果熔盐温度较低，不易经疏盐泵输送，需要额外采用电伴热等方式，导致疏盐效率的降低和疏盐成本的增加。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种线聚焦集热系统排空传热工质的方法及其线聚焦集热系统，以解决上述现有技术存在的问题，在传热工质疏排过程中，通过持续对排空段采用光伴热模式，能够保持集热管内传热工质处于便于流动的状态，能够避免传热工质在集热管内壁凝固残留，减少传热工质在集热管中的残留量，避免因为传热工质排出不净导致集热
管封堵而对疏排过程造成阻碍，提高传热工质的疏排效率，降低能源损耗。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种线聚焦集热系统排空传热工质的方法，包括以下内容：在需要排空传热工质时，停止所述传热工质循环，集热装置保持原有的对集热管的集热模式，即保持聚焦模式，此时，所述集热装置处于聚焦状态，所述传热工质在所述集热管内处于便于流动的状态；所述传热工质由所述集热管疏排到储罐，在所述传热工质疏排的过程中，监测所述传热工质在所述集热管内的位置，并依据监测获得的所述传热工质在所述集热管内的位置判断出所述集热管的排空段；调整排空段对应的所述集热装置的集热模式，由聚焦模式转换成既包括聚焦状态又包括散焦状态的光伴热模式；通过调节聚焦状态和散焦状态所占的时间比例，控制所述集热管的温度，继续对排空段进行保温；所述传热工质排空后，所述集热管全部转换成排空段，同时，所述集热装置全部转换成光伴热模式；停止光伴热模式，完成所述传热工质的排空工作。
[0008]优选地，所述集热管分段配套有跟踪机构，通过所述跟踪机构控制所述集热装置处于聚焦状态还是散焦状态。
[0009]优选地，所述集热管上沿长度方向分布设置有多个温度测点，根据所述温度测点的监测结果判断所述传热工质的位置状态。
[0010]优选地，所述传热工质依靠自重和/或压缩气体的动力疏排到所述储罐；所述储罐为疏排罐或低温罐。
[0011]本专利技术还提供一种应用前文记载的线聚焦集热系统排空传热工质的方法的线聚焦集热系统，包括集热管和用于聚焦光线到所述集热管的集热装置，所述集热管上沿长度方向分布设置有用于判断所述集热管的排空段的若干温度测点，所述集热管的集热进口连通低温罐，所述集热管的集热出口通过管路分别连通所述低温罐和高温罐，所述低温罐和所述集热进口之间设置有用于驱动所述传热工质循环流动的循环泵，所述集热出口还连通有疏排罐，所述疏排罐通过疏排泵和疏排管道连通所述低温罐，所述集热管分段配套有跟踪机构，在所述传热工质疏排的过程中，所述跟踪机构控制所述集热管的排空段所对应的集热装置由聚焦模式转换到光伴热模式。
[0012]优选地，所述集热进口连通有用于向所述集热管供给压缩气体的压缩气源。
[0013]优选地，所述低温罐和所述高温罐之间通过管路连通，靠近所述低温罐设置有冷罐回流阀，靠近所述高温罐设置有热罐回流阀。
[0014]优选地，所述集热装置包括反射镜，所述反射镜受所述跟踪机构控制，通过改变所述反射镜是否聚焦到所述集热管，以控制所述集热装置处于聚焦状态或散焦状态。
[0015]优选地，所述反射镜包括一次反射镜和二次反射镜，所述二次反射镜呈曲面环绕扣合在所述集热管圆周外侧，通过所述一次反射镜将光线汇集到所述二次反射镜，再利用所述二次反射镜将光线聚焦到所述集热管上。
[0016]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
（1）本专利技术在传热工质疏排过程中，通过持续对排空段采用光伴热模式，能够保持集热管内传热工质处于便于流动的状态，能够避免传热工质在集热管内壁凝固残留，减少传热工质在集热管中的残留量，避免因为传热工质排出不净导致集热管封堵而对疏排过程造成阻碍，提高传热工质的疏排效率，降低能源损耗，同时，避免了因为集热管内壁有传热工质凝固而形成下次注入传热工质时流动的障碍，避免对下次注入过程的影响；即本专利技术能够实现集热场传热工质排空的日常化操作，解决了低速循环防凝所导致的高能耗问题，也能解决高凝固点传热工质疏排过程存在的冻堵风险；（2）本专利技术光伴热模式包括聚焦状态和散焦状态，通过调节聚焦状态和散焦状态所占的时间比例，能够控制光伴热模式时的集热管的温度，从而能够使得集热管始终处于适宜的温度范围内，既不会因为温度过高对集热管造成损伤，又不会因为温度过低而造成传热工质的凝固，最终确保传热工质疏排干净彻底；（3）本专利技术在集热管上沿长度方向分布设置有多个温度测点，通过温度测点所监测的温度变化，能够据此监测结果判断传热工质在集热管内的位置状态，从而为集热状态的改变提供依据；（4）本专利技术在集热管倾斜设置时能够利用传热工质自重进行疏排，同时，还可以利用压缩气体的动力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种线聚焦集热系统排空传热工质的方法，其特征在于，包括以下内容：在需要排空传热工质时，停止所述传热工质循环，集热装置保持原有的对集热管的集热模式，即保持聚焦模式，此时，所述集热装置处于聚焦状态，所述传热工质在所述集热管内处于便于流动的状态；所述传热工质由所述集热管疏排到储罐，在所述传热工质疏排的过程中，监测所述传热工质在所述集热管内的位置，并依据监测获得的所述传热工质在所述集热管内的位置判断出所述集热管的排空段；调整排空段对应的所述集热装置的集热模式，由聚焦模式转换成既包括聚焦状态又包括散焦状态的光伴热模式；通过调节聚焦状态和散焦状态所占的时间比例，控制所述集热管的温度，继续对排空段进行保温；所述传热工质排空后，所述集热管全部转换成排空段，同时，所述集热装置全部转换成光伴热模式；停止光伴热模式，完成所述传热工质的排空工作。2.根据权利要求1所述的线聚焦集热系统排空传热工质的方法，其特征在于：所述集热管分段配套有跟踪机构，通过所述跟踪机构控制所述集热装置处于聚焦状态还是散焦状态。3.根据权利要求2所述的线聚焦集热系统排空传热工质的方法，其特征在于：所述集热管上沿长度方向分布设置有多个温度测点，根据所述温度测点的监测结果判断所述传热工质的位置状态。4.根据权利要求3所述的线聚焦集热系统排空传热工质的方法，其特征在于：所述传热工质依靠自重和/或压缩气体的动力疏排到所述储罐，所述储罐为疏排罐或低温罐。5.一种应用如权利要求1
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4任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：范多旺，
申请(专利权)人：兰州大成科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：