一种用于太阳能光热发电站聚热全屋顶嵌铺的凸透镜瓦块技术，尤其是巨大圆曲面母线形厂房全屋顶上铺盖的极小冠高和极小弧弦长的整体“球冠”曲面线屋顶“小分弦”结构的基本铺嵌单元、单位的“球冠”凸透镜的玻璃或塑料瓦块，瓦块拼合屋顶并将所透阳光聚合在屋内固定的焦点或焦条之上，或把二次或三、四次阳光聚热复经镜箱，最终集热在悬吊的锅筒底部，锅筒产出高压蒸汽发电的太阳能电站厂房的“三午”固焦式聚光的瓦块形状的基本组件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于太阳能光热发电站聚热全屋顶嵌铺的凸透镜瓦块技术，尤其 是巨大圆曲面母线形厂房全屋顶上铺盖的极小冠高和极小弧弦长的整体“球冠”曲面线屋 顶“小分弦”结构的基本铺嵌单元、单位的“球冠”凸透镜的玻璃或塑料瓦块，瓦块拼合屋顶 并将所透阳光聚合在屋内固定的焦点或焦条之上，或把二次或三、四次阳光聚热复经镜箱， 最终集热在悬吊的锅筒底部，锅筒产出高压蒸汽发电的太阳能电站厂房的“三午”固焦式聚 光的瓦块形状的基本组件。
技术介绍
目前，公知的太阳能设备在全球范围内，凡民用用途的都是一律为单一洗浴功能 的热水器造型，尚无针对昼夜自动控温储热、供暖循环和供饮、节能淋浴、蒸饭煮汤的太阳 能规模化廉价替代能源多功能开发利用的技术出台。现行水平成熟的太阳能利用，除了昂 贵的单晶硅、双晶硅、多晶硅光伏发电以外，就是平板式、真空管太阳能热水器以及近乎于 “概念”性的太阳能灶、太阳能炉了，至于塔式等聚热、热力太阳能发电技术远远不能商业化 推广，最主要的技术瓶颈就是固焦集热的成本十分昂贵、低效率又过于繁杂。由于长期存 在着的技术局限性，人们在突破“太阳能固焦火焰火炬”技术瓶颈的寻觅过程中走的是昂 贵成本之路，加之各龙头企业开发侧重点与制造成本投入的不同以及社会政治经济诸种因 素，又一定程度地限制了仅相当于“5. 0KWh/m2d”左右自然能源的太阳能的利用效率进一步 提高；还有，目前社会上形成了一个轻视廉价的太阳能光热利用而重视昂贵的太阳能光伏 发电业发展的倾向……就全局而言，人类太阳能开发不仅要大力引导光伏电力产业从极小 容量和超高成本阶段起就加速度发展，更应该下大力气尽快扶持太阳能光热热电产业化、 规模化，尽一切可能扶持开发最廉价的太阳能热转换设备去大容量到特大容量地取代常规 生活生产用热水、供暖、制冷、茶水、蒸煮等方面的电源和能耗。最近，中科院已组织相关院 士、专家，研究制定了相关计划，确定2015年分布式利用、2025年替代利用、2035年规模利 用三个阶段目标，争取在2050年使太阳能成为重要能源加以应用，这无疑给太阳能热转换 的太阳能光热产业带来了福音。
技术实现思路
本专利技术的目的是为采用大径圆曲面母线下的低冠高、小分弦的“超薄”凸透镜瓦 块的组合，实现为组合单、环、脊峰状“球冠”曲面凸透镜的太阳能电站房顶，提供基本铺设 嵌合单元的凸透镜瓦块系列组件，使之成为太阳能巨型规模化发电等开发利用的“三午”固 焦聚光集热，仅以玻璃或塑料材质的瓦块拼合的房顶、镜箱、锅筒的极廉价投入，即可实现 取代常规发电锅炉(或工业锅炉)而远远廉价于光伏发电的以及等价或廉价于常规能源发 电成本的目的。本专利技术的目的是这样实现的采用统一“球冠”曲面弧母线(即梁架母线)房顶 与若干低冠高、小弦长的彼此连接拼合构成三维分弦成“球冠”曲面弧母线分弦分弧体的基本单元，其为多边形、长方形、扇形体的“超薄”凸透镜或中空填水水循环凸透镜的系列分体 造型的玻璃或塑料瓦块。瓦块对应圆“球冠”曲面弧母线的房顶每每根据设计尺度大小，相 应确定不同的焦点(即分弧与圆心的)距离等于房顶对应位置曲面弧母线与焦点(即母 线圆心)距离的造型参数，以及铺瓦时多以全等瓦块拼合各以二维平弦底整弦“割”入母线 内和垂直过焦线指向整体屋顶构成完整的屋顶“球冠”曲面弧母线的各小分弦轴线每每聚 光到一个或一片焦点焦条之上；瓦块对应巨型长方体屋顶“球冠”曲面弧母线的房顶每每 根据设计尺度的大小，相应确定不同焦条(即各一维分弧的圆心连线或连片条)距离等于 房顶对应位置曲面弧母线与焦条(即各一维分弧的圆心连线或连片条)距离，铺瓦时多以 全等瓦块拼合各以一维分弦了的平弦底整弦“割，，入母线内，构成完整的屋顶小分弦而每 每聚光到一点或一条片的固焦位上，铺嵌在梁架“母脊”之中。其多边准“圆”形瓦块，小造 型的辅助圆半径为5cm-50cm的“球冠”实心凸透镜块(贴、砌型)，大造型的辅助圆半径为 60cm-120cm的“球冠”中空填水冷却循环的凸透镜块，一般为家用厨房等太阳能灶等小规 模工程而供；“扇”形体瓦块一般多为大型中空式凸透镜造型，只有少部分小型块为实心造 型，如在1350°C 3000°C超高温的太阳能冶金炉等聚焦一点上的工程使用；长方体“一维” 分弦瓦块一般多为大型中空式凸透镜造型，只有少部分小型块为实心造型，正常是顺房顶 整曲面弧母线焦条而对应端接延长式侧组合成一维弧的“球冠”中空填水冷却循环的凸透 镜块，如在以“炉膛”温度不超过950°C (可看作一般锅筒的超导热管的安全工作温度的标 准)的巨型太阳能电站、烘、燥、烤等工程或单(数)瓦块为城乡窗楣“遮阳”集热与太阳能 热水器(超导热管受热储 水罐)配套工程等使用。如此以本专利技术瓦块组成发电厂房，房顶 或由几个或上百个彼此构成大致为独立或复合母脊的“球冠”曲面弧母线的瓦块组合屋顶， 顶下中设环峰状“球冠”曲面中空各填水并统一串并水冷却循环的瓦块组合的中位透镜体， 体亦嵌铺在对应的粱架上，粱架下正中吊设超长度的分段串并联运行的高压蒸汽锅筒(筒 与厂房两侧掖下的若干储热罐设阀管相通)，筒正下方设反射三、四次阳光聚热于锅底的镜 箱，箱内反射镜下中空且设水冷循环出入口。这样，一次阳光射向屋顶(镜面)，无论上午、 中午、下午凡有阳光必由屋顶外镜系镜面聚光于固定的焦条(或焦点)对应聚合的中镜之 上，形成固焦不变的二次阳光，光聚300°C 600°C左右再由中镜的两分焦条(焦环或焦点) 进一步聚得三次阳光，光聚600°C 1000°C左右再经镜箱反射形成四次阳光，光聚300°C 3000°C左右继折向上聚光在锅筒的锅底部去热力发电。如上而施，一座10000千瓦装机容量的太阳能光热发电(每年平均每天发电8个 小时)厂，大约需要4 6万平方米的整体外镜“球冠”曲面的嵌铺长方形体瓦块组合集热 面积，投资(除厂房外，发电锅炉的成本比照现行循环流化床电站锅炉的造价将降低80%， 其余汽轮机发电机组为常规价)总额3000 4000万元人民币，270天发电日计算年发电量 约2000万度，约在三年内收回投资成本。另外，由于本专利技术的太阳能电站厂房的三分之二 的建筑面积可以作为工业厂房，大约近3 5万平方米厂房面积可丝毫不影响工业企业使 用，折价约合1000元/m2，共约减少1/2的原电站投资额；再者，依据我国现行的光伏产业财 政政策，按财政补贴10元/瓦的标准来计算，补贴1亿元的话，至少可以建两到三座1万千 瓦级的本专利技术瓦块嵌铺而成的太阳能发电站。由于采用了上述方案，本专利技术实现了太阳能巨型“球冠”凸透镜屋顶的最小拼合单 元的瓦块系列化，并使行业技术突破了“三午”自然固焦以及凸透镜造型等技术瓶颈，使太阳能工程简化到厂蓬化、巨型集热固定焦发电和几万平方米的大小电力自给乃至几百万、 几千万平方米电站社会化太阳能发电的等价于现行能源发电成为可能，必将开辟一条太 阳 能代替传统性生活生产供应的新时代。附图说明下面结合说明书附图对本专利技术作进一步说明。图1、是本专利技术第一个实施例的“球冠”凸透镜体基本拼台单元为的中空扇形瓦块 的中剖剖面主视图。图2、是图1的上视图。图3、是图1的侧视视结构示意图。图4、是本专利技术第二个实施例的长方体瓦块上视图。图5是图4的竖向剖位主视结本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于太阳能光热发电站聚热全屋顶嵌铺的凸透镜瓦块，其特征是：采用统一“球冠”曲面弧母线房顶（３）与若干个低冠高、小弦长的彼此连接拼合构成三维分弦成与“球冠”曲面弧母线（３）重合的分弧的分弦体的基本单元，其为多边形、长方形、扇形体的“超薄”凸透镜瓦块（３）；瓦块（３）对应在巨型长方体“球冠”曲面弧母线的屋顶（３）上各以一维分弦了的平弦底（４）整弦“割”入母线（３）内，构成完整的屋顶（３）而每每聚光到一点或一条片的固焦焦点（６），形成圆球冠屋顶（３）的太阳能灶、太阳能冶金炉的屋顶、太阳能电站及烘、燥、烤屋顶（３）等工程或单（数）瓦块（３）为城乡窗楣“遮阳”集热与太阳能热水器配套工程等使用的，或由几个乃至上百个彼此构成为独立或复合母脊的“球冠”曲面弧母线的瓦块组合屋顶（３），顶（３）下中设环峰状“球冠”曲面中空空腔（２３）各瓦块（３）填水并统一串并水冷却循环的瓦块（３）组合的中位透镜体，体亦嵌铺在对应的粱架（１４）上，粱架（１４）下正中设超长度的分段串并联运行的高压蒸汽锅筒（２１），筒（２１）与厂房两侧掖下的若干储热罐设泵阀管网相通，筒（２１）的正下方设镜箱（２３），箱（２３）内反射镜（２０）下设水冷循环中空腔（２３）的太阳能光热发电站等聚热屋顶嵌铺的凸透镜瓦块。...
【技术特征摘要】
1.一种用于太阳能光热发电站聚热全屋顶嵌铺的凸透镜瓦块，其特征是采用统一 “球冠”曲面弧母线房顶⑶与若干个低冠高、小弦长的彼此连接拼合构成三维分弦成与“球 冠”曲面弧母线C3)重合的分弧的分弦体的基本单元，其为多边形、长方形、扇形体的“超薄” 凸透镜瓦块(3)；瓦块(3)对应在巨型长方体“球冠”曲面弧母线的屋顶(3)上各以一维分 弦了的平弦底⑷整弦“割”入母线(3)内，构成完整的屋顶(3)而每每聚光到一点或一条 片的固焦焦点(6)，形成圆球冠屋顶(3)的太阳能灶、太阳能冶金炉的屋顶、太阳能电站及 烘、燥、烤屋顶C3)等工程或单(数)瓦块C3)为城乡窗楣“遮阳”集热与太阳能热水器配 套工程等使用的，或由几个乃至上百个彼此构成为独立或复合母脊的“球冠”曲面弧母线的 瓦块组合屋顶(3)，顶(3)下中设环峰状“球冠”曲面中空空腔03)各瓦块(3)填水并统一 串并水冷却循环的瓦块C3)组合的中位透镜体，体亦嵌铺在对应的粱架(14)上，粱架(14) 下正中设超长度的分段串并联运行的高压蒸汽锅筒(21)，筒与厂房两侧掖下的若干 储热罐设泵阀管网相通，筒的正下方设镜箱(23)，箱内反射镜OO)下设水冷循 环中空腔的太阳能光热发电站等聚热屋顶嵌铺的凸透镜瓦块。2.根据权利要求1所述的凸透镜瓦块，其具体特征是准长方形四面体内设水空腔 03)，上为以焦心(6)为圆心的“球冠”曲面(3)，下底为以过焦垂线(5)为垂直平分线和瓦 块等分轴线的平弦底，面(3)向上设左、中、右三个和底向下设左、右两个共计五个 水口(1)的玻璃或塑料的扇形体中空的，其前端为大弧面(10)，后端为小弧面(9)的以过圆 心轴线( 确定面(10、9)弧度及对应弧长的“球冠”曲面C3)为上面体的左右两侧面均与 面(10、9)圆弧的辅助半径线(7)重合的，上为以焦心(6)为球心确定“球冠”曲面(3)弧 度和分弦辅助线(2)长度，以光幅线(7)确定本瓦块对应聚光分配幅度，以过焦垂线(5) 为垂直平分线和瓦块等分轴线确定平弦底(4)组合整体“球冠”曲面母线屋顶(3)的嵌铺 位置的玻璃...
【专利技术属性】
技术研发人员：管理，
申请(专利权)人：管理，
类型：发明
国别省市：41
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