一種大容量井式太陽(yáng)能集熱-蓄熱裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及太陽(yáng)能集熱、儲(chǔ)熱【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種高溫大容量井式太陽(yáng)能集熱-蓄熱裝置。該裝置的一次反射鏡是一個(gè)凹面反光鏡，多臺(tái)一次反射鏡固定在地面上組成反射鏡陣列；二次反射鏡架設(shè)在空中，是與一次反射鏡并對(duì)的一個(gè)凹面反光鏡，二次反射鏡正下方設(shè)置圓錐形日光井，日光井底部設(shè)置吸熱體；蓄熱罐體是中間為日光井的空心罐體，一部分掩埋在地下且里面盛裝蓄熱介質(zhì)；熱風(fēng)管和冷風(fēng)管穿過(guò)蓄熱罐體，浸沒(méi)在蓄熱介質(zhì)中，連通日光井與蓄熱罐體上方空氣；熱風(fēng)管和冷風(fēng)管在日光井側(cè)壁上的管口分別位于吸熱體上方和下方。本發(fā)明裝置結(jié)合點(diǎn)聚焦集熱和熔融鹽蓄熱優(yōu)勢(shì)，無(wú)需特定傳熱系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)成本低，蓄熱容量大，占地面積小，形式比較美觀。
【專利說(shuō)明】一種大容量井式太陽(yáng)能集熱-蓄熱裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽(yáng)能集熱、儲(chǔ)熱【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是涉及一種高溫大容量井式太陽(yáng)能集熱-蓄熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能作為一種儲(chǔ)量大、清潔無(wú)污染的可再生能源，具有廣闊的開(kāi)發(fā)空間。光熱利用技術(shù)是太陽(yáng)能利用形式之一，如太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)、太陽(yáng)能供暖系統(tǒng)、太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器、太陽(yáng)能熱發(fā)電等技術(shù)。但是，太陽(yáng)能具有分散性和間歇性特點(diǎn):投射到單位地面面積上的直射輻射能流密度低；而且，在烏云遮擋期和日落后直射輻射中斷，限制了相關(guān)技術(shù)的推廣應(yīng)用。
[0003]目前，眾多研究者已提供了多種集熱和蓄熱方案。在集熱方面，包括點(diǎn)聚焦的塔式和碟式、線聚焦的槽式和菲涅爾式。相對(duì)而言，采用點(diǎn)聚焦可以獲得更高的溫度(>1000°c)，而且集熱場(chǎng)地面積較小。
[0004]在蓄熱方面，從蓄熱介質(zhì)角度而言，目前主要包括顯熱蓄熱(水、混凝土、鵝卵石等)、潛熱蓄熱(也叫相變蓄熱，包括熔融鹽、金屬等)和化學(xué)蓄熱形式。由于潛熱蓄熱具有相變溫度恒定、儲(chǔ)能密度大、蓄熱溫度上限高等優(yōu)勢(shì)，更適宜大容量、高溫度太陽(yáng)能光熱應(yīng)用領(lǐng)域，也與日后太陽(yáng)能光熱技術(shù)發(fā)展方向一致。
[0005]從蓄熱裝置結(jié)構(gòu)角度而言，無(wú)論是單罐式還是兩罐式，或者是形式各異的蓄熱-蒸汽發(fā)生一體化裝置，蓄熱裝置均是矗立在地面上的一個(gè)罐體，容量較大時(shí)，占用空間大，形式不甚美觀。此外，它們基本上均包括傳熱系統(tǒng)，即將低溫的傳熱介質(zhì)(如空氣、水/蒸汽、導(dǎo)熱油、熔融鹽)通過(guò)泵運(yùn)送到聚焦太陽(yáng)能焦點(diǎn)處，被加熱后流經(jīng)蓄熱裝置，熱量被交換到蓄熱介質(zhì)中。這種傳熱蓄熱模式存在以下問(wèn)題:(1)輸送傳熱介質(zhì)需要泵、相關(guān)管路及導(dǎo)熱油或熔融鹽作為傳熱介質(zhì)，增加了設(shè)備初期投資成本；(2)傳熱系統(tǒng)運(yùn)行需要消耗額外的能量，對(duì)于塔式結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能聚焦點(diǎn)位于高達(dá)IOOm附近的半空中，同時(shí)設(shè)備及傳熱介質(zhì)需要定期維護(hù)或更換，無(wú)疑增加了運(yùn)行維護(hù)成本；(3)對(duì)于高溫集熱蓄熱系統(tǒng)，目前主要采用熔融鹽作為傳熱介質(zhì)，存在最嚴(yán)重的問(wèn)題是夜晚氣溫較低時(shí)，熔融鹽凝固，凍結(jié)在傳熱管道內(nèi)。即使在傳熱管道上纏繞電阻絲，通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量為管道內(nèi)熔融鹽補(bǔ)熱，可以緩解凍結(jié)問(wèn)題。但并不能從根本上解決該問(wèn)題；同時(shí)，也無(wú)疑增加了運(yùn)行成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)成本低、蓄熱容量大、占地面積小、形式美觀的新型太陽(yáng)能集熱-蓄熱裝置。
[0007]本發(fā)明一種大容量井式太陽(yáng)能集熱-蓄熱裝置通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):一種高溫大容量井式太陽(yáng)能集熱-蓄熱裝置的特征是:一次反射鏡是一個(gè)曲率半徑較大的凹面反光鏡，固定在地面上，并配有太陽(yáng)跟蹤器，多臺(tái)一次反射鏡組成反射鏡陣列；二次反射鏡是一個(gè)凹面反光鏡，其凹面與一次反射鏡相對(duì)并通過(guò)剛性支架固定在高空中；二次反射鏡正下方設(shè)置呈圓錐形的日光井，日光井上方設(shè)置采用耐高溫、透光性好的耐高溫玻璃制成中間有孔的圓盤(pán)形日光井蓋，日光井的井底設(shè)置吸熱體；日光井底部放置采用太陽(yáng)輻射吸收率高、耐高溫、帶孔的石墨材料制成的吸熱體，吸熱體擱置在帶孔的圓盤(pán)形隔板上；在吸熱體上方的日光井側(cè)壁上設(shè)置若干層熱風(fēng)管的管口，每層沿圓周均布8根熱風(fēng)管，熱風(fēng)管采用導(dǎo)熱系數(shù)較高的空心金屬管制成，浸沒(méi)在蓄熱罐體內(nèi)的蓄熱介質(zhì)中，連通日光井與蓄熱罐體上方空氣；熱風(fēng)管上設(shè)計(jì)有換熱翅片；在吸熱體下方的日光井側(cè)壁上沿圓周均布設(shè)置8個(gè)冷風(fēng)管的管口，冷風(fēng)管為具有保溫效果的空心管，也穿過(guò)蓄熱介質(zhì)，連通日光井與蓄熱罐體上方空氣；蓄熱罐體是里面盛裝蓄熱介質(zhì)、中間為日光井的空心罐，蓄熱罐體一部分掩埋在地下，即半掩式。
[0008]本發(fā)明一種大容量井式太陽(yáng)能集熱-蓄熱裝置有如下有益效果:本發(fā)明一種高溫大容量井式太陽(yáng)能集熱-蓄熱裝置結(jié)合點(diǎn)聚焦集熱和熔融鹽蓄熱優(yōu)勢(shì)，主要針對(duì)中高溫、大功率蒸汽發(fā)生系統(tǒng)或太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，提出無(wú)需特定傳熱系統(tǒng)的“一種井式太陽(yáng)能集熱-蓄熱裝置”，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)成本低，蓄熱容量大，占地面積小，形式比較美觀。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單:借助空氣的熱浮冷沉自然對(duì)流原理實(shí)現(xiàn)蓄熱，簡(jiǎn)化了蓄熱裝置結(jié)構(gòu)。
[0010]2.蓄熱溫度高、容量大:采用點(diǎn)聚焦集熱形式，蓄熱溫度高；并且半掩式蓄熱罐體的容積比較容易做到很大，再結(jié)合熔融鹽潛熱蓄熱形式，則蓄熱容量大。
[0011]3.投資和維護(hù)成本低:沒(méi)有采用熔融鹽或?qū)嵊汀⒈煤拖嚓P(guān)管道的傳熱系統(tǒng)；用冷風(fēng)常閉閥和熱風(fēng)常閉閥自動(dòng)控制蓄熱和保溫過(guò)程；蓄熱罐部分掩埋在地下，可以減小蓄熱罐熱損失。以上措施共同降低了蓄熱裝置投資成本和設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本。
[0012]4.占地面積小，形式美觀:兩次反射聚焦形式減小了集熱場(chǎng)地面積。半掩式蓄熱罐對(duì)空間占用小，并且蓄熱罐上面可以做綠化，甚至可以美化為一處別致的景觀，而非突兀矗立的一個(gè)巨型大罐。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明一種大容量井式太陽(yáng)能集熱-蓄熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明一種大容量井式太陽(yáng)能集熱-蓄熱裝置蓄熱罐結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3是本發(fā)明一種大容量井式太陽(yáng)能集熱-蓄熱裝置熱風(fēng)常閉閥結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4是本發(fā)明一種大容量井式太陽(yáng)能集熱-蓄熱裝置冷風(fēng)常閉閥結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖5是本發(fā)明一種大容量井式太陽(yáng)能集熱-蓄熱裝置空氣流向示意圖。
[0018]其中:
1、一次反射鏡；2、隔板；3、吸熱體；4、蓄熱介質(zhì)；5、熱風(fēng)管；6、蒸汽換熱管；7、冷風(fēng)管；8、冷風(fēng)常閉閥；9、蓄熱罐體；10、熱風(fēng)常閉閥；11、日光井；12、日光井蓋；13、剛性支架；14、二次反射鏡；15、蓄熱容器；16、保溫層；17、防護(hù)層；18、檢測(cè)測(cè)溫計(jì)；19、內(nèi)層測(cè)溫計(jì)；20、次內(nèi)層測(cè)溫計(jì)；21、最外層測(cè)溫計(jì)；22、蒸汽出口 ；23、測(cè)溫控制裝置；24、內(nèi)層電磁閥；25、次內(nèi)層電磁閥；26、最外層電磁閥；27、水槽；28、保溫材料；29、熱風(fēng)常閉閥頂蓋；30、熱風(fēng)常閉閥彈簧；31、熱風(fēng)常閉閥限位螺桿；32、冷風(fēng)常閉閥頂蓋；33、冷風(fēng)常閉閥限位螺桿；34、冷風(fēng)常閉閥彈簧；35、閥芯；36、楔形堵塊；37、泵；38、安全閥?！揪唧w實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明一種大容量井式太陽(yáng)能集熱-蓄熱裝置技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。
[0020]本發(fā)明是一種大容量井式太陽(yáng)能集熱-蓄熱裝置。其核心原理是利用空氣的熱浮冷沉自然對(duì)流實(shí)現(xiàn)蓄熱過(guò)程。
[0021]如圖1一圖5所示，本發(fā)明是一種大容量井式太陽(yáng)能集熱-蓄熱裝置的特征在于:一次反射鏡I是一個(gè)曲率半徑較大的凹面反光鏡，固定在地面上，并配有太陽(yáng)跟蹤器，多臺(tái)一次反射鏡組成反射鏡陣列；二次反射鏡14是一個(gè)凹面反光鏡，其凹面與一次反射鏡I相對(duì)并通過(guò)剛性支架13固定在高空中；二次反射鏡14正下方設(shè)置呈圓錐形的日光井11，日光井11上方設(shè)置采用耐高溫、透光性好的耐高溫玻璃制成中間有孔的圓盤(pán)形日光井蓋12，日光井11的井底設(shè)置采用太陽(yáng)輻射吸收率高、耐高溫、帶孔的石墨材料制成的吸熱體3，吸熱體3擱置在帶孔的圓盤(pán)形隔板2上；在吸熱體3上方的日光井11側(cè)壁上設(shè)置若干層熱風(fēng)管5的管口，每層沿圓周均布8根熱風(fēng)管5，熱風(fēng)管5采用導(dǎo)熱系數(shù)較高的空心金屬管制成，穿過(guò)蓄熱罐體9，浸沒(méi)于盛裝在蓄熱罐體9中的蓄熱介質(zhì)4中，連通日光井11與蓄熱罐體9上方空氣；熱風(fēng)管5上設(shè)計(jì)有換熱翅片；在吸熱體3下方的日光井11側(cè)壁上沿圓周均布設(shè)置8個(gè)冷風(fēng)管7的管口，冷風(fēng)管7為具有保溫效果的空心管，也穿過(guò)蓄熱介質(zhì)4，連通日光井11與蓄熱罐體9上方空氣。如圖1、圖2所示。
[0022]所述的蓄熱罐體9采用“半掩式”，即蓄熱罐體9的下半部分掩埋在地表以下，蓄熱罐體9包括最內(nèi)層為金屬材質(zhì)的蓄熱容器15、中間層保溫層16和最外層的防護(hù)層17 ;在蓄熱罐體9上方的熱風(fēng)管5和冷風(fēng)管7的開(kāi)口處，分別連接有熱風(fēng)常閉閥10和冷風(fēng)常閉閥8，在熱風(fēng)常閉閥10頂端設(shè)置有保溫材料28。如圖1、圖2所示。
[0023]在蓄熱介質(zhì)4中，從靠近日光井11外側(cè)壁至蓄熱罐體9內(nèi)壁之間，依次盤(pán)繞內(nèi)層、次內(nèi)層及最外層蒸汽換熱管6 ;內(nèi)層、次內(nèi)層及最外層的蒸汽換熱管6 —端分別串聯(lián)內(nèi)層電磁閥24、次內(nèi)層電磁閥25及最外層電磁閥26和泵37后伸入水槽27 ;蒸汽換熱管6的另外一端與蒸汽出口 22相連；內(nèi)層測(cè)溫計(jì)19、次內(nèi)層測(cè)溫計(jì)20及最外層測(cè)溫計(jì)21分別設(shè)置在各層蒸汽換熱管6上并通過(guò)導(dǎo)線與測(cè)溫控制系統(tǒng)23連接，測(cè)溫控制系統(tǒng)23與內(nèi)層電磁閥24、次內(nèi)層電磁閥25及最外層電磁閥26連接。如圖2所示。
[0024]所述的蓄熱罐體9的蓄熱腔不同位置設(shè)置有檢測(cè)測(cè)溫計(jì)18 ;在蓄熱罐體9頂部設(shè)計(jì)有安全閥38 ;蓄熱介質(zhì)4選用蓄熱容量大、相變溫度恒定、熱穩(wěn)定性高的熔融鹽。但也可以采用導(dǎo)熱油、水、金屬、混凝土和砂石中的任一種。
[0025]所述的熱風(fēng)常閉閥10包括熱風(fēng)常閉閥頂蓋29、熱風(fēng)常閉閥彈簧30、熱風(fēng)常閉閥限位螺桿31，熱風(fēng)常閉閥頂蓋29上方設(shè)置保溫材料28并通過(guò)熱風(fēng)常閉閥限位螺桿31與熱風(fēng)管5管體連接，熱風(fēng)常閉閥頂蓋29和熱風(fēng)管5之間設(shè)置熱風(fēng)常閉閥彈簧30 ;所述的冷風(fēng)常閉閥8包括冷風(fēng)常閉閥頂蓋32、冷風(fēng)常閉閥限位螺桿33、冷風(fēng)常閉閥彈簧34、閥芯35和楔形堵塊36，冷風(fēng)常閉閥頂蓋32通過(guò)冷風(fēng)常閉閥限位螺桿33與冷風(fēng)管7的管體連接，在冷風(fēng)常閉閥頂蓋32與冷風(fēng)管7內(nèi)壁之間形成的閥腔下端設(shè)置閥芯35，閥芯35與冷風(fēng)管7內(nèi)壁之間設(shè)置楔形堵塊36，閥芯35與冷風(fēng)常閉閥頂蓋32之間設(shè)置冷風(fēng)常閉閥彈簧34。如圖
3、圖4所示。
[0026]實(shí)施例1: 如圖1所示，一次反射鏡I是一個(gè)曲率半徑較大的凹面反光鏡，它固定在地面上，并配有太陽(yáng)跟蹤器，多臺(tái)一次反射鏡組成反射鏡陣列。太陽(yáng)直射輻射經(jīng)一次反射鏡I聚焦后投射到二次反射鏡14上，二次反射鏡14也是一個(gè)凹面反光鏡，它通過(guò)剛性支架13固定在高空中。輻射被二次反射鏡14 二次反射并聚焦后，透過(guò)日光井蓋12投射到日光井11內(nèi)，焦點(diǎn)落在井底的吸熱體3上。日光井蓋12是中間有孔的圓盤(pán)形薄板，可用耐高溫、透光性好的耐高溫玻璃制成；日光井11呈圓錐形，使進(jìn)入井內(nèi)的高密度太陽(yáng)腐蝕產(chǎn)生黑體效應(yīng)，提高吸熱效率；日光井11底部放置吸熱體3，吸熱體3由太陽(yáng)輻射吸收率高、耐高溫、帶孔的石墨材料制成；吸熱體3擱置在隔板2上，隔板2也是帶孔的圓盤(pán)扳。在吸熱體3上方的日光井11側(cè)壁上，有若干層熱風(fēng)管5的管口，每層沿圓周均布8根熱風(fēng)管5，熱風(fēng)管5是導(dǎo)熱系數(shù)較高的空心金屬管，穿過(guò)蓄熱罐體9，浸沒(méi)在蓄熱介質(zhì)4中，連通日光井11與蓄熱罐體9上方空氣。為了提高熱風(fēng)管5的換熱效率，在熱風(fēng)管5上可以設(shè)計(jì)若干換熱翅片。在吸熱體3下方的日光井11側(cè)壁上，沿圓周也均布8個(gè)冷風(fēng)管7的管口，冷風(fēng)管7是具有保溫效果的空心管，也穿過(guò)蓄熱罐體9，浸沒(méi)在蓄熱介質(zhì)4中，連通日光井11與蓄熱罐體9上方空氣。
[0027]蓄熱罐體9采用“半掩式”，即其一部分掩埋在地表以下，減小了占用的空間，且形式美觀。并且蓄熱罐體9由三層組成，分別是圖2所示最內(nèi)層為金屬材質(zhì)的蓄熱容器15，中間層保溫層16和最外層的防護(hù)層17，如圖1、圖2所示。
[0028]在蓄熱罐體9上方的熱風(fēng)管5和冷風(fēng)管7的開(kāi)口處，分別連接有熱風(fēng)常閉閥10和冷風(fēng)常閉閥8。其結(jié)構(gòu)原理圖分別如圖3和圖4所示，在熱風(fēng)常閉閥10頂端有保溫材料28。
[0029]在蓄熱介質(zhì)4中，從靠近日光井11外側(cè)壁至蓄熱罐體9內(nèi)壁之間，依次盤(pán)繞內(nèi)層、次內(nèi)層及最外層(也許有更多層蒸汽換熱管，這里省略)蒸汽換熱管6 ；同熱風(fēng)管5 —樣，在蒸汽換熱管6管外壁上設(shè)計(jì)有換熱翅片。內(nèi)層、次內(nèi)層及最外層的蒸汽換熱管6 —端分別串聯(lián)內(nèi)層電磁閥24、次內(nèi)層電磁閥25及最外層電磁閥26和泵以后，伸入水槽27;蒸汽換熱管6的另外一端與蒸汽出口 22相連。內(nèi)層測(cè)溫計(jì)19、次內(nèi)層測(cè)溫計(jì)20及最外層測(cè)溫計(jì)21分別檢測(cè)各層蒸汽換熱管6的溫度，通過(guò)測(cè)溫控制系統(tǒng)23處理，控制內(nèi)層電磁閥24、次內(nèi)層電磁閥25及最外層電磁閥26工作。
[0030]為了時(shí)時(shí)檢測(cè)蓄熱介質(zhì)溫度，在蓄熱腔不同位置設(shè)置有檢測(cè)測(cè)溫計(jì)18 ;并且，為了避免蓄熱腔內(nèi)壓強(qiáng)過(guò)高，設(shè)計(jì)有安全閥38，如圖1和2所示。蓄熱介質(zhì)4最好選用蓄熱容量大、相變溫度恒定、熱穩(wěn)定性高的熔融鹽。但不限于熔融鹽，也可以采用其它蓄熱介質(zhì)，如導(dǎo)熱油、水、金屬，甚至混凝土和砂石。
[0031]當(dāng)太陽(yáng)輻射較強(qiáng)時(shí)，如圖1所示，一次反射鏡I跟蹤太陽(yáng)，將直射輻射反射到位于半空中的二次反射鏡14。反射輻射被二次反射鏡14再次聚焦和反射后，透過(guò)正下方的日光井蓋12，射入日光井11，焦點(diǎn)落在其底部的吸熱體3上。吸熱體3周圍的空氣被吸熱體3和聚焦太陽(yáng)輻射熱共同加熱后，溫度上升，密度減小，在浮力作用下沿日光井11上浮，部分熱風(fēng)從日光井蓋12的中間孔流出。隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，熱風(fēng)管5和日光井11上部壓強(qiáng)逐漸增大，當(dāng)熱風(fēng)管5中的壓強(qiáng)足夠大時(shí)，熱風(fēng)常閉閥10自動(dòng)打開(kāi)，熱空氣從日光井沿著熱風(fēng)管5流出，同時(shí)加熱熱風(fēng)管5周圍的蓄熱介質(zhì)。由于熱空氣上浮和流出，導(dǎo)致隔板2底部壓強(qiáng)減小，空氣將從冷風(fēng)管7流入日光井底部，當(dāng)冷風(fēng)管7中的負(fù)壓達(dá)到一定值時(shí)，冷風(fēng)常閉閥8打開(kāi)，外界冷空氣流入日光井底部，被加熱后又從熱風(fēng)管5和日光井蓋12中間孔流出，形成一個(gè)循環(huán)。如上過(guò)程循環(huán)進(jìn)行，加熱蓄熱介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能熱量?jī)?chǔ)存過(guò)程。空氣流向如圖5所示。
[0032]當(dāng)太陽(yáng)輻射較弱時(shí)(如烏云期或日落后)，日光井11和熱風(fēng)管5上部壓強(qiáng)減小，熱風(fēng)常閉閥10自動(dòng)關(guān)閉，冷風(fēng)常閉閥8也隨即關(guān)閉，空氣流動(dòng)過(guò)程停止，蓄熱過(guò)程也基本終止。另外，熱風(fēng)常閉閥10和冷風(fēng)常閉閥8關(guān)閉可減少熱量損失。
[0033]在需要生成蒸汽或取出儲(chǔ)存的熱量時(shí)，一旦有測(cè)溫計(jì)檢測(cè)到蒸汽換熱管6中溫度達(dá)到要求，則對(duì)應(yīng)電磁閥開(kāi)啟，泵從水槽27中汲取的水流經(jīng)相應(yīng)層蒸汽換熱管6，被加熱為高溫蒸汽后從蒸汽出口 22噴出，實(shí)現(xiàn)蒸汽生成過(guò)程。若水槽27中盛裝的是其它換熱液體(如導(dǎo)熱油)，通過(guò)如上過(guò)程可實(shí)現(xiàn)從蓄熱罐中取熱任務(wù)。
[0034]以上對(duì)本發(fā)明提供的一種高溫大容量井式太陽(yáng)能集熱-蓄熱裝置做了詳細(xì)說(shuō)明，并結(jié)合【具體實(shí)施方式】做了進(jìn)一步闡釋，以幫助理解本發(fā)明的核心思想。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均有可能發(fā)生改變。所以，不應(yīng)將本說(shuō)明書(shū)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明基本思想限制下的任何改變均屬于本發(fā)明范疇之內(nèi)，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)有權(quán)利要求限制。
【權(quán)利要求】
1.一種大容量井式太陽(yáng)能集熱-蓄熱裝置，其特征在于:一次反射鏡(I)是一個(gè)曲率半徑較大的凹面反光鏡，固定在地面上，并配有太陽(yáng)跟蹤器，多臺(tái)一次反射鏡組成反射鏡陣列；二次反射鏡(14)是一個(gè)凹面反光鏡，其凹面與一次反射鏡(I)相對(duì)并通過(guò)剛性支架(13)固定在高空中；二次反射鏡(14)正下方設(shè)置呈圓錐形的日光井(11)，日光井(11)上方設(shè)置采用耐高溫、透光性好的耐高溫玻璃制成中間有孔的圓盤(pán)形日光井蓋(12)，日光井(11)的井底設(shè)置采用太陽(yáng)輻射吸收率高、耐高溫、帶孔的石墨材料制成的吸熱體(3)，吸熱體(3)擱置在帶孔的圓盤(pán)形隔板(2)上；在吸熱體(3)上方的日光井(11)側(cè)壁上設(shè)置若干層熱風(fēng)管(5)的管口，每層沿圓周均布8根熱風(fēng)管(5)，熱風(fēng)管(5)采用導(dǎo)熱系數(shù)較高的空心金屬管制成，穿過(guò)蓄熱罐體(9)，浸沒(méi)在蓄熱介質(zhì)(4)中，連通日光井(11)與蓄熱罐體(9)上方空氣；熱風(fēng)管(5)上設(shè)計(jì)有換熱翅片；在吸熱體(3)下方的日光井(11)側(cè)壁上沿圓周均布設(shè)置8個(gè)冷風(fēng)管(7)的管口，冷風(fēng)管(7)為具有保溫效果的空心管，也穿過(guò)蓄熱介質(zhì)(4)，連通日光井(11)與蓄熱罐體(9)上方空氣；蓄熱罐體(9)是中間為日光井(11)的空心罐體，里面盛裝有蓄熱介質(zhì)(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量井式太陽(yáng)能集熱-蓄熱裝置，其特征在于:所述的蓄熱罐體(9)采用“半掩式”，即蓄熱罐體(9)的下半部分掩埋在地表以下；蓄熱罐體(9)包括最內(nèi)層為金屬材質(zhì)的蓄熱容器(15)，中間層保溫層(16)和最外層的防護(hù)層(17);在蓄熱罐體(9)上方的熱風(fēng)管(5)和冷風(fēng)管(7)的開(kāi)口處，分別連接有熱風(fēng)常閉閥(10)和冷風(fēng)常閉閥(8 )，在熱風(fēng)常閉閥(10 )頂端設(shè)置有保溫材料(28 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量井式太陽(yáng)能集熱-蓄熱裝置，其特征在于:在蓄熱介質(zhì)(4)中，從靠近日光井(11)外側(cè)壁至蓄熱罐體(9)內(nèi)壁之間，依次盤(pán)繞內(nèi)層、次內(nèi)層及最外層蒸汽換熱管(6)，內(nèi)層、次內(nèi)層及最外層的蒸汽換熱管(6) —端分別串聯(lián)內(nèi)層電磁閥(24)、次內(nèi)層電磁閥(25)及最外層電磁閥(26)和泵(37)后伸入水槽(27);蒸汽換熱管(6)的另外一端與蒸汽出口(22)相連；內(nèi)層測(cè)溫計(jì)(19)、次內(nèi)層測(cè)溫計(jì)(20)及最外層測(cè)溫計(jì)(21)分別設(shè)置在各層蒸汽換熱管(6)上并通過(guò)導(dǎo)線與測(cè)溫控制系統(tǒng)(23)連接，測(cè)溫控制系統(tǒng)(23)與內(nèi)層電磁閥(24)、次內(nèi)層電磁閥(25)及最外層電磁閥(26)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大容量井式太陽(yáng)能集熱-蓄熱裝置，其特征在于:所述的蓄熱罐體(9)的蓄熱腔不同位置設(shè)置有檢測(cè)測(cè)溫計(jì)(18);在蓄熱罐體(9)頂部設(shè)計(jì)有安全閥(38);蓄熱介質(zhì)(4)選用蓄熱容量大、相變溫度恒定、熱穩(wěn)定性高的熔融鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大容量井式太陽(yáng)能集熱-蓄熱裝置，其特征在于:所述的熱風(fēng)常閉閥(10)包括熱風(fēng)常閉閥頂蓋(29)、熱風(fēng)常閉閥彈簧(30)、熱風(fēng)常閉閥限位螺桿(31)，熱風(fēng)常閉閥頂蓋(29)上方設(shè)置保溫材料(28)并通過(guò)熱風(fēng)常閉閥限位螺桿(31)與熱風(fēng)管(5)管體連接，熱風(fēng)常閉閥頂蓋(29)和熱風(fēng)管(5)之間設(shè)置熱風(fēng)常閉閥彈簧(30);所述的冷風(fēng)常閉閥(8)包括冷風(fēng)常閉閥頂蓋(32)、冷風(fēng)常閉閥限位螺桿(33)、冷風(fēng)常閉閥彈簧(34)、閥芯(35)、楔形堵塊(36)，冷風(fēng)常閉閥頂蓋(32)通過(guò)冷風(fēng)常閉閥限位螺桿(33 )與冷風(fēng)管(7)的管體連接，在冷風(fēng)常閉閥頂蓋(32)與冷風(fēng)管(7)內(nèi)壁之間形成的閥腔下端設(shè)置閥芯(35)，閥芯(35)與冷風(fēng)管(7)內(nèi)壁之間設(shè)置楔形堵塊(36)，閥芯(35)與冷風(fēng)常閉閥頂蓋(32)之間設(shè)置冷風(fēng)常閉閥彈簧(34)。
【文檔編號(hào)】F24J2/34GK103629827SQ201310667291
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】王軍偉, 金培鵬, 雷富軍, 郭彥宏, 李戩, 王金輝, 曹海蓮, 高莉, 郭強(qiáng), 馬秀玲 申請(qǐng)人:青海大學(xué)