一种新型槽式太阳能聚光集热装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种新型槽式太阳能聚光集热装置。主要由抛物面槽式聚光集热器1与菲涅尔透镜3构成的聚光镜场、槽式太阳能真空集热管2及支撑架4组成，槽式太阳能真空集热管2位于抛物面槽式聚光集热器1与菲涅尔透镜3构成的聚光镜场的焦点位置上，支撑架4支撑菲涅尔透镜3使其安装在抛物面槽式聚光集热器1的架体上。本发明专利技术中的聚光镜场使槽式太阳能真空集热管2受热更加均匀，槽式太阳能真空集热管2的内管201内装有的螺旋形转子6，提高了内管201内导热液体的内部扰动与混合程度，实现强化传热的目的，提高了槽式太阳能真空集热管2的传热效率，进一步提高槽式太阳能聚光集热装置的综合效率，延长槽式太阳能聚光集热装置的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种新型槽式太阳能聚光集热装置
本专利技术属于太阳能热利用
，特别涉及一种可实现高效率光热能量转换的新型槽式太阳能聚光集热器装置。
技术介绍
面对能源安全、气候变化和环境污染的严峻挑战，实施可再生能源的清洁替代及加快节能减排技术的推广，已成为当今能源领域主题。在各类清洁能源之中，太阳能资源量最大、开发潜力巨大且分布最为广泛。其中，太阳能热利用作为一种新兴的可再生能源利用技术，发挥着越来越重要的作用。它具有清洁、无污染、总量较大且取之不尽的优势，但也有着通量密度较低、间歇性等缺点。通过采取适当的能量捕获装置，可将太阳能转化为其它形式能，并应用于光热发电、海水淡化、吸收式采暖与制冷等工业及生活的各个方面。而槽式太阳能系统是最早实现商业化运行的集热装置，非常适合中低温热源范围内的应用，相较于塔式、碟式聚光集热器，具有成本较低、稳定可靠、热效率较高、装置易维护等优势，在太阳能热利用领域前景广阔。槽式太阳能热发电系统的核心设备就是前端的槽式聚光集热器，其主要结构由抛物面反射镜汇聚装置(简称镜场)、槽式太阳能真空集热管以及相关的支撑架结构三部分组成，聚光特点属于典型的线聚焦型式。其中，镜场与槽式真空集热管是槽式聚光集热器的核心部件。若干个槽式集热器通过一定的型式串、并联结合在一起，便构成整个光热发电系统的太阳岛单元。光场承担为后端的热功能量转换装置提供稳定、可靠的输入热源，其性能的优劣将直接影响到整个系统的总效率。当前，由于传统槽式集热器的自身结构特点，导致对太阳光线的捕捉能力较弱，聚光比较低(一般仅50％左右)。此外，单一的镜面反射使得位于焦点处的槽式真空集热管在圆周方向能流密度分布不均，会使得集热管的表面产生较大的温度梯度，引起集热管的局部热变形，最终产生热应力较集中的不利情形，从而严重影响设备的使用寿命，进而影响全系统的热经济性与安全性。因此，有必要专利技术一种新型的聚光集热器，优化装置的结构以改变传统集热器的光路传播途径，并强化“光”到“热”的转化能力，降低热损失延长设备使用寿命，最终实现光热转换综合效率提高的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计一种新型槽式太阳能聚光集热装置，改善槽式真空集热管在圆周方向的能流密度分布，提高槽式太阳能聚光集热装置的光热转化能力，降低热损失延长设备使用寿命，最终实现光热转换综合效率提高的目的。本专利技术的技术方案是一种新型槽式太阳能聚光集热装置，主要由抛物面槽式聚光集热器1与菲涅尔透镜3构成的聚光镜场、槽式太阳能真空集热管2及支撑架4组成，槽式太阳能真空集热管2位于抛物面槽式聚光集热器1与菲涅尔透镜3构成的聚光镜场的焦点位置上，支撑架4支撑菲涅尔透镜3使其安装在抛物面槽式聚光集热器1的架体上。所述聚光镜场由抛物面槽式聚光集热器1与菲涅尔透镜3两部分构成；菲涅尔透镜3为矩形，菲涅尔透镜3位于聚光镜场焦点的前部，抛物面槽式聚光集热器1位于聚光镜场焦点的后部。所述抛物面槽式聚光集热器1上与菲涅尔透镜3投影重合的中间部分不安装反射镜面。所述抛物面槽式聚光集热器1是开口宽度2.55m，单元长度为4m、6m或8m，峰值光热效率>70％的轻型集热槽。所述菲涅尔透镜3由钢化玻璃制成，用硅胶安装在矩形空腔5中，菲涅尔透镜3单元长度1～2m，宽度为0.8～1m。所述槽式太阳能真空集热管2由内管201和外管202组成，外管202为玻璃罩管，内管201为不锈钢管，所述内管201内装有的螺旋形转子6。所述螺旋形转子6由螺旋形叶片7和转子转轴8构成，通过端部固定件9内置于集热管的内管201中。所述转子转轴8为耐高温合金空心管。所述螺旋形转子6由螺旋形叶片7构成，螺旋形叶片7的两端固定在内置于集热管的内管201中。所述螺旋形转子6由对称的三螺旋叶片7构成，螺距为200mm或400mm，导程为400mm、600mm或800mm。本专利技术的所提供的一种新型槽式太阳能聚光集热装置具有以下优点：1.本专利技术中的聚光镜场由抛物面槽式聚光集热器1与菲涅尔透镜3两部分构成，菲涅尔透镜3为矩形，菲涅尔透镜3位于聚光镜场焦点的前部，抛物面槽式聚光集热器1位于聚光镜场焦点的后部，槽式太阳能真空集热管2位于聚光镜场的焦点位置上，菲涅尔透镜3将阳光汇聚至槽式太阳能真空集热管2的上半圆周，抛物面槽式聚光集热器1将阳光汇聚至槽式太阳能真空集热管2的下半圆周，使槽式太阳能真空集热管2受热更加均匀，实现槽式太阳能真空集热管2在圆周方向透射辐射与反射辐射双重型式的光能捕获，较多地捕获了太阳能辐射能，减少槽式太阳能真空集热管2的温度梯度和局部热变形，提高了槽式太阳能真空集热管2的热经济性与安全性，从延长了槽式太阳能真空集热管2的使用寿命。2.本专利技术中的槽式太阳能真空集热管2的内管201内装有的螺旋形转子6，将流经内管201的导热液体从层流状态改变为旋转流动状态，从而使内管201内的导热液体产生一定的旋流和湍流度，从而增大边界层区域内温度梯度，提高导热液体的内部扰动与混合程度，实现强化传热的目的，提高了槽式太阳能真空集热管2的传热效率。3.本专利技术的新型槽式太阳能聚光集热装置可有效降低聚光过程中的热能损失，提升系统的太阳光汇聚作用，进一步提高槽式太阳能聚光集热装置的综合效率，延长槽式太阳能聚光集热装置的使用寿命。4.本专利技术的新型槽式太阳能聚光集热装置结构简单可靠，工艺技术成熟，制作成本低，安装操作简单容易。附图说明图1是一种新型槽式太阳能聚光集热器整体结构装配图；图2是槽式太阳能真空集热管装配体结构斜视图；图3是槽式太阳能真空集热管的内置螺旋形转子结构A-A剖面图；图4是菲涅尔透镜俯视图；图5是图1的一种新型槽式太阳能聚光集热器的左视图。附图中标记说明如下：1.抛物面槽式聚光集热器；2.槽式太阳能真空集热管；201.内管；202.外管；3.菲涅尔透镜；4.支撑架；5.矩形空腔；6.螺旋形转子；7.螺旋形叶片；8.转子转轴；9.端部固定件。具体实施方式为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。实施例本实施例所述的一种新型槽式太阳能聚光集热器装置见图1到图5所示。如图1和图5所示，本实施例所述的新型槽式太阳能聚光集热器装置主要由抛物面槽式聚光集热器1与菲涅尔透镜3构成的聚光镜场、槽式太阳能真空集热管2及支撑架4组成，槽式太阳能真空集热管2由支架支撑在抛物面槽式聚光集热器1与菲涅尔透镜3构成的聚光镜场的焦点位置上，三角形的支撑架4支撑菲涅尔透镜3使其安装在抛物面槽式聚光集热器1的架体上。所述聚光镜场由抛物面槽式聚光集热器1与菲涅尔透镜3两部分构成；如图1和图4所示，菲涅尔透镜3为矩形，由钢化玻璃制成，用硅胶安装在矩形空腔5中，菲涅尔透镜3单元长度1～2m，宽度为0.8～1m，在本实施例中，菲涅尔透镜3单元长度为2m，宽度为0.8m，菲涅尔透镜3位于聚光镜场焦点的前部，起到透射聚焦太阳光的作用，抛物面槽式聚光集热器1位于聚光镜场焦点的后部，起到反射聚焦太阳光的作用。在本实施例中，所述抛物面槽式聚光集热器1上与菲涅尔透镜3投影重合的中间部分不安装反射镜面。但为尽可能的提高太阳光的利用率，也可安装反射镜面。所述抛物面槽式聚光集热器1是开口宽度2.55m，单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型槽式太阳能聚光集热装置，其特征是：主要由抛物面槽式聚光集热器(1)与菲涅尔透镜(3)构成的聚光镜场、槽式太阳能真空集热管(2)及支撑架(4)组成，槽式太阳能真空集热管(2)位于抛物面槽式聚光集热器(1)与菲涅尔透镜(3)构成的聚光镜场的焦点位置上，支撑架(4)支撑菲涅尔透镜(3)使其安装在抛物面槽式聚光集热器(1)的架体上。

【技术特征摘要】
1.一种新型槽式太阳能聚光集热装置，其特征是：主要由抛物面槽式聚光集热器(1)与菲涅尔透镜(3)构成的聚光镜场、槽式太阳能真空集热管(2)及支撑架(4)组成，槽式太阳能真空集热管(2)位于抛物面槽式聚光集热器(1)与菲涅尔透镜(3)构成的聚光镜场的焦点位置上，支撑架(4)支撑菲涅尔透镜(3)使其安装在抛物面槽式聚光集热器(1)的架体上。2.根据权利要求1所述的一种新型槽式太阳能聚光集热装置，其特征是：所述聚光镜场由抛物面槽式聚光集热器(1)与菲涅尔透镜(3)两部分构成；菲涅尔透镜(3)为矩形，菲涅尔透镜(3)位于聚光镜场焦点的前部，抛物面槽式聚光集热器(1)位于聚光镜场焦点的后部。3.根据权利要求2所述的一种新型槽式太阳能聚光集热装置，其特征是：所述抛物面槽式聚光集热器(1)上与菲涅尔透镜(3)投影重合的中间部分不安装反射镜面。4.根据权利要求2所述的一种新型槽式太阳能聚光集热装置，其特征是：所述抛物面槽式聚光集热器(1)是开口宽度2.55m，单元长度为4m、6m或8m，峰值光热效率>70％的轻型集热槽。5.根据权利要求2所述的一种新型槽式太阳能聚光集热装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾煜炯，耿直，赵学林，王敏，
申请(专利权)人：华北电力大学，北京华电伊创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11