CN201166474Y - 排管式太阳能高温接收器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种排管式太阳能高温接收器，属于太阳能利用技术领域。该接收器包括一端开口进光的吸热箱体，吸热箱体内具有接收面并形成吸热腔，吸热箱体外包有保温层及外壳，吸热箱体的吸热腔内穿越一组接收管，接收管的一端为从吸热箱体一侧穿出的工作介质入口，另一端为从吸热箱体另一侧穿出的工作介质出口。该太阳能接收器由于接收管排布合理、传热性能好、制作简单、成本较低，便于大规模工程应用，有利于推动太阳能热利用产业的发展。

Description

排管式太阳能高温接收器

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能高温接收器，尤其是一种可用于太阳能热发电系统的排管式太阳能高温接收器，属于太阳能利用技术领域。

背景技术

太阳能热发电是解决当前能源问题的一种有效途径。而接收器是太阳能热发电系统的核心器件。现有高温太阳能接收器可分为两种形式：外部受光型和空腔型。相比之下，前者热损失较大，温度较低，一般在600度以下；而空腔型接收器温度较高，适合于高聚光比的高温太阳能热发电，如塔式、碟式太阳能热发电系统。空腔接收器的发展趋势是：工质温度参数越来越高，这样更适合于现代高温度参数的燃气轮机发电循环。

目前国际上多采用空腔式接收器，其光热转换率可达90％以上。其中碟式太阳能热发电聚光比高，一般在500～6000之间，因而到达接收器上的单位面积能量很高。由于现有此类接收器受光和冷流体的分布不均匀，在接收器内易产生“热点”，轻则损坏接收器，重则破坏整个系统，产生安全事故，因此碟式太阳能热发电受制于接收器的技术问题，难以推广应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是：针对以上现有技术存在的问题，提出一种受光和冷流体分布合理均匀的排管式太阳能高温接收器，从而消除“热点”现象，使其得以切实的推广应用。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种排管式太阳能高温接收器，包括一端开口进光的吸热箱体，所述吸热箱体内具有接收面并形成吸热腔，所述吸热箱体外包有保温层及外壳，所述吸热箱体的吸热腔内穿越一组接收管，所述接收管的一端为从吸热箱体一侧穿出的工作介质入口，另一端为从吸热箱体另一侧穿出的工作介质出口。

本实用新型进一步的完善是，所述接收管上设有增大接收面积的翅片。

这样，通过合理设计的排管结构，解决了太阳能高温接收器中的受光和冷流体分布均匀性问题，消除了“热点”现象，不仅具有传热性能好的优点，而且制作简单，成本较低，因此便于大规模工程应用，有利于推动太阳能热利用产业的发展。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型实施例一的结构示意图。

图2为本实用新型实施例二的结构示意图。

图3为本实用新型实施例三的结构示意图。

图4为本实用新型实施例四的结构示意图。

图5为本实用新型实施例五的结构示意图。

图6为本实用新型实施例六的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的排管式太阳能高温接收器如图1所示，吸热箱体3内形成吸热腔1，吸热腔内具有接收面2，吸热箱体3外包覆保温层及外壳4。吸热箱体3一端开口，装有透明玻璃8。

接收面2实质由七根接收管7组成(接收管7的根数可根据具体需要设定)，各接收管为直圆管，沿弧面平行排列，贯穿吸热腔1，其内部流有工作介质，一端为工作介质入口5，从吸热箱体3一侧穿出，另一端为工作介质出口6，从吸热箱体另一侧穿出。每根接收管7上均有增大其接收面积的翅片。翅片既可为平行排列结构，也可以为螺旋结构，既可在加工时与接收管同时连体加工形成，也可用热压的方式紧套在接收管7上。接收管7及其翅片表面涂有高温太阳能吸收涂层10。

平面透明玻璃罩8与吸热箱体3的开口处密封相连，构成密封腔体。使用时，通过抽真空管道9将吸热腔内部抽真空或充满惰性气体(如氮气等)，以保护高温太阳能吸收涂层10，降低太阳能接收器的热损失。平面透明玻璃罩8也可由凹形玻璃或凸形玻璃替换。吸热腔1的外部由保温层及外壳4覆盖，不仅减少了吸热腔与外界空气的换热量，进一步降低了太阳能接收器的热损失，而且固定加强了接收器的箱体结构。

本实施例中吸热腔开口端的透明玻璃罩外侧还设有由多块反射镜组成的CPC复合材料曲面聚光器11，增加了太阳能接收器接收太阳光的入射光角度，接收管7及其翅片上的高温太阳能吸收涂层10则增加了太阳能接收器的吸收比，通过CPC聚光器11和高温太阳能吸收涂层10，降低了太阳能高温接收器的光热损失，使得其光热转换率大为提高。

为了增强接收管7与其内部流动的工作介质的换热效果，可在接收管7内增加螺旋型扰流结构，以增大工作介质与接收管7的换热面积，增强接收器的换热性能，进一步提高工作介质的出口温度。

本实用新型的排管式太阳能高温接收器由于合理设计了排管式接收结构，因此制作简便，成本低廉，有利于排管式太阳能高温接收器的规模化生产，将推动太阳能热发电技术的发展。

实施例二

本实施例与实施例一的基本结构大体相同，其主要区别在于组成接收器接收面2的接收管由弧面排布变为平面排布。

如图2所示，七根接收管呈直线状，沿同一平面平行贯穿吸热腔1。根据需要，也可将接收管7沿不同平面错层平行贯穿于吸热腔1内。

本实施例的排管式太阳能高温接收器由于接收管7采用平面排布，因此加工制造更为简便，可以进一步降低成本，便于工程化推广应用。

实施例三

本实施例与实施例一的基本结构大体相同，其主要区别在于组成接收器接收面2的接收管由直圆管变为曲圆管。

如图3所示，七根接收管7折弯呈曲线形状，并排贯穿于吸热腔1内，该结构通过弯曲接收管7，进一步增大了接收面积，使得接收器的换热性能进一步提高。

本实施例的排管式太阳能高温接收器由于采用曲线形状的接收管，在成本增加不多的情况下较为显著的提高了接收器的换热性能及性价比，有利于太阳能高温接收器的规模化应用。

实施例四

本实施例与实施例一的基本结构大体相同，其主要区别在于组成接收器接收面2的接收管由圆管结构变为异形截面管。

如图4所示，本实施例采用的接收管7为菱形截面直方管，七根直方管并排平行排列于吸热腔内。事实上在加工实施过程中，根据不同类型接收器的需要，也可以采用扁管、椭圆形管等不同的结构。

本实施例的排管式太阳能高温接收器采用直方管形结构的接收器加工制作简便，有利于降低太阳能高温接收器的成本，便于工程化推广。

实施例五

本实施例与实施例四的基本结构大体相同，其主要区别在于组成接收器接收面2的接收管为有翅片结构的异形截面管。

如图5所示，本实施例采用的接收管7为直方管形结构，七个直方管形结构并排平行排列于吸热腔1内，其中，每个接收管7上均有增大其接收面积的翅片，该翅片为插入接收管7内部的柱状结构。设计时，柱状翅片的大小尺寸及排布的疏密情况可根据接收器的具体设计参数确定。

本实施例的排管式太阳能高温接收器采用的直方管形接收管不仅制作简便，且因其采用了插入接收管内部的柱状翅片结构，使得接收器的传热性能得到一定提升，进一步提高了接收器的性价比。

实施例六

本实施例与实施例五的基本结构大体相同，其主要区别在于组成接收器接收面2的接收管由直方管形结构变为曲方管形结构。

如图6所示，本实施例采用的接收管7折弯成曲线形状，并贯穿于吸热腔1内，该结构通过弯曲接收管7，进一步增大了接收面积，使得接收器的换热性能进一步提高。

本实施例的排管式太阳能高温接收器由于采用曲线形状的接收管，在成本增加不多的情况下较为显著的提高了接收器的换热性能及性价比。

上述六个实施例中均采用了同样的管材作为接收管，当然也可以穿插采用不同类型的管材作为接收管，例如在实施例四中，可以采用两根圆管，两根方管、三根椭圆形管等类似的变换，每根管材上的翅片结构也不一定为同样的尺寸形状，可以采用不同的尺寸和结构，例如自中间向两边翅片的高度和厚度递减，而分布的密度递增等类似的变化方式，这些都在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种排管式太阳能高温接收器，包括一端开口进光的吸热箱体，所述吸热箱体内具有接收面并形成吸热腔，所述吸热箱体外包有保温层及外壳，其特征在于：所述吸热箱体的吸热腔内穿越一组接收管，所述接收管的一端为从吸热箱体一侧穿出的工作介质入口，另一端为从吸热箱体另一侧穿出的工作介质出口。

2.如权利要求1所述的排管式太阳能高温接收器，其特征在于：所述接收管上设有增大接收面积的翅片。

3.如权利要求2所述的排管式太阳能高温接收器，其特征在于：所述吸热箱体的开口处装有透明玻璃罩，所述透明玻璃罩外侧设有由一组反射镜构成的聚光器，所述吸热腔内抽真空或充满惰性气体。

4.如权利要求3所述的排管式太阳能高温接收器，其特征在于：所述接收管及翅片表面涂有高温太阳能选择吸收涂层。

5.如权利要求4所述的排管式太阳能高温接收器，其特征在于：所述翅片平行排列，热压紧套在接收管上。

6.如权利要求4所述的排管式太阳能高温接收器，其特征在于：所述翅片为螺旋结构，与接收管连为一体。

7.如权利要求5或6所述的排管式太阳能高温接收器，其特征在于：所述接收管为圆管，沿弧面或错层平行排列。

8.如权力要求4所述的排管式太阳能高温接收器，其特征在于：所述翅片为柱状结构，与接收管连为一体。

9.如权力要求8所述的排管式太阳能高温接收器，其特征在于：所述接收管为并排排列的直方管或曲方管。

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