本實(shí)用新型塔式太陽(yáng)能懸浮粒子接收器和定日鏡聚光陣列選擇三面體受熱結(jié)構(gòu)以及相對(duì)應(yīng)的定日鏡聚光陣列，有利于最大限度接收太陽(yáng)能紅外輻射熱能，特別是根據(jù)距離遠(yuǎn)近有區(qū)別選擇定日鏡面積，同時(shí)相應(yīng)改變定日鏡聚光陣列布局方式，在簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低成本和減少硬件投資上開(kāi)創(chuàng)了全新的技術(shù)模式。該實(shí)用新型屬太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

塔式太陽(yáng)能技術(shù)隨著美國(guó)伊萬(wàn)帕和新月沙丘電站的運(yùn)行，成為光熱發(fā)電技術(shù)路線的重要選項(xiàng)。但是塔式太陽(yáng)能技術(shù)有兩個(gè)難以克服的先天缺陷，一是定日鏡面積和風(fēng)荷載成正比，面積越大定日鏡抖動(dòng)越嚴(yán)重，導(dǎo)致光照不穩(wěn)定，接收器受熱能流急劇變化甚至下降；其次是不穩(wěn)定的聚光焦斑會(huì)導(dǎo)致接收器表面局部溫度驟然升高，甚至超過(guò)熔鹽流體氣化點(diǎn)而導(dǎo)致爆管，引發(fā)破壞性事故。為克服這兩個(gè)弊端和進(jìn)一步提升塔式工作介質(zhì)溫度，上世紀(jì)80年代出現(xiàn)的懸浮粒子傳熱和儲(chǔ)熱技術(shù)重新回到人們的視野。目前美歐都在競(jìng)相開(kāi)發(fā)懸浮粒子光熱發(fā)電技術(shù)，雖然接收器設(shè)計(jì)有了顛覆性突破，但是定日鏡聚光陣列并沒(méi)有實(shí)質(zhì)性改變。發(fā)明人在專利201310180471.0和201510039873.8中設(shè)計(jì)了適應(yīng)懸浮粒子的單面陶瓷墻體接收器，但不能充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，很有必要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型是對(duì)中國(guó)專利201310180471.0和201510039873.8進(jìn)行的改進(jìn)，在保留原有技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上兼顧成本效率最優(yōu)化。

本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

塔式太陽(yáng)能懸浮粒子接收器和定日鏡聚光陣列由陶瓷型磚構(gòu)筑的接收墻體、懸浮粒子傳送裝置和對(duì)應(yīng)的定日鏡聚光陣列以及控制裝置組成，其特征在于：塔式太陽(yáng)能懸浮粒子接收器由面朝東、北、西的三面接收墻體構(gòu)成，并設(shè)置于塔頂端，其南面設(shè)置懸浮粒子傳送裝置；相對(duì)應(yīng)的定日鏡聚光陣列分別面朝不同朝向的接收墻體設(shè)置，分為三個(gè)定日鏡聚光陣列；

所述塔式太陽(yáng)能懸浮粒子接收器接受墻體由陶瓷型磚構(gòu)筑，成正方形體或長(zhǎng)方形體；由受熱體、儲(chǔ)熱體和保溫體構(gòu)成；該陶瓷型磚面對(duì)定日鏡光輻照一側(cè)受熱體外表面沉積涂覆耐高溫?zé)嵛胀繉?，?nèi)壁依次加裝固體儲(chǔ)熱和保溫材料；

所述陶瓷型磚是指由導(dǎo)熱性能優(yōu)異的特種陶瓷如碳化硅類陶瓷、氮化硅類陶瓷、氧化硅類陶瓷、氧化鋁類陶瓷、氮化鋁類陶瓷材料制作的成長(zhǎng)方體或正方體的型磚；陶瓷型磚中心制作懸浮粒子沉降管道；懸浮粒子沉降管道為垂直、或傾斜的圓筒狀；或?yàn)殚L(zhǎng)方形沉降管道，管道內(nèi)壁設(shè)置導(dǎo)熱翅 板，或垂直、或傾斜排列；圓筒型沉降管道上下連接后成“之”字狀，其作用是在懸浮粒子沉降時(shí)減緩降落速度，以增加熱輻射量；為便于墻體組裝，陶瓷型磚左右、上下兩端均設(shè)立便于整體插裝固定的連接隼和隼槽；懸浮粒子陶瓷沉降換熱管安裝在陶瓷型磚墻體預(yù)留的墻孔內(nèi)，受輻照一面涂敷耐高溫?zé)嵛胀苛希挥商沾尚痛u構(gòu)筑的太陽(yáng)能受熱墻體可高效率吸收光熱輻照并轉(zhuǎn)化成熱能，同時(shí)太陽(yáng)能受熱墻體兼具儲(chǔ)熱以及緩沖保溫作用；

所述塔式太陽(yáng)能懸浮粒子接收器三面接收墻體外均設(shè)置對(duì)開(kāi)的保護(hù)金屬保溫門，有光照時(shí)打開(kāi)，無(wú)光照時(shí)關(guān)閉以保護(hù)陶瓷接收墻體；金屬門內(nèi)壁包裹巖棉保溫材料；接收墻體還包括用來(lái)固定陶瓷型磚的金屬框架；

塔式太陽(yáng)能懸浮粒子接收器南端設(shè)置懸浮粒子傳送裝置，在其頂端設(shè)置控制懸浮粒子進(jìn)口方向、速度和量的控制端口；

所述定日鏡聚光陣列按接收墻體受熱方向布局，分為東、北、西三個(gè)定日鏡聚光陣列；

所述定日鏡聚光陣列按聚光鏡反射面積布局，并根據(jù)距離遠(yuǎn)近，依次設(shè)置不同面積的定日鏡；最接近太陽(yáng)能接收塔的定日鏡最小面積為20平方米，距離最遠(yuǎn)端的定日鏡面積應(yīng)是最小定日鏡面積的n倍，實(shí)際應(yīng)用可根據(jù)電站發(fā)電規(guī)模分別選擇20、28、50、90、120平方米等不同面積的定日鏡組成聚光陣列；所述定日鏡面積并非絕對(duì)面積，而應(yīng)以能夠獲得的最大銀鏡為基礎(chǔ)進(jìn)行無(wú)縫隙拼接組合后的面積為準(zhǔn)，只要符合這一理念即可；

由于塔式太陽(yáng)能采用的是匯聚聚光技術(shù)，不同于槽式鏡像聚焦技術(shù)，因此聚光比和反射效能成為重要選項(xiàng)，特別是遠(yuǎn)端定日鏡受紅外輻射遠(yuǎn)距離衰減制約，若發(fā)揮其與近距離定日鏡同等效能就必須增大面積；設(shè)置不同面積的定日鏡有利于優(yōu)化成本結(jié)構(gòu)，有利于降低初始投資和鏡場(chǎng)建造費(fèi)用；

定日鏡聚光陣列控制裝置采用專利201010576009.9《槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電聚光陣列集群管理控制裝置》中的無(wú)線通信或有線載波以及跟蹤控制技術(shù)，并作為本發(fā)明重要組成部分；

所述懸浮粒子首選燃煤發(fā)電廢棄物粉煤灰或水泥熟料，經(jīng)球磨后粒徑為5微米至500微米，優(yōu)選100至350微米，以適應(yīng)循環(huán)流化床鍋爐；懸浮粒子或選擇廢棄陶瓷研磨粉末，石英砂粉，碳化硅陶粒砂，石墨粉粒，玄武巖粉粒，導(dǎo)熱球形氧化鋁珠粒，或混合了石墨的陶瓷粉粒及其上述物質(zhì)粉末的混合體；

上述循環(huán)流化床鍋爐是經(jīng)改造后不包括脫硫除塵設(shè)備的閉式循環(huán)鍋爐；經(jīng)放熱沉降的懸浮粒子如粉煤灰通過(guò)傳輸裝置重新送回塔式太陽(yáng)能接收器；該鍋爐即可以配置朗肯蒸汽動(dòng)力循環(huán)發(fā)電，也可以應(yīng)用在超臨界二氧化碳熱動(dòng)力循環(huán)發(fā)電。

該實(shí)用新型有益之處在于有效規(guī)避塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)天然缺陷，最大限度發(fā)揮塔式太陽(yáng)能懸浮粒子接收器輻射受熱效能，進(jìn)一步提高定日鏡抗風(fēng)荷性能，減少定日鏡抖動(dòng)，穩(wěn)定聚光焦斑能流密度，提高懸浮粒子受熱溫度和光熱轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)對(duì)定日鏡結(jié)構(gòu)和布局進(jìn)行優(yōu)化，降低初始投 資成本。上述實(shí)用新型同樣適用于水工質(zhì)和熔鹽塔式太陽(yáng)能電站，其中塔式太陽(yáng)能懸浮粒子接收器使用的換熱管道可參照專利201310180471.0《多模式塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電裝置》說(shuō)明書(shū)段號(hào)[0020]中有關(guān)塔式太陽(yáng)能接收器采用的高溫鎳基不銹鋼換熱管替代。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型塔式太陽(yáng)能懸浮粒子接收器示意圖

圖2是本實(shí)用新型定日鏡聚光陣列布局示意圖

其中：1塔式太陽(yáng)能懸浮粒子接收器、2陶瓷型磚接收墻體、3金屬保溫門、4定日鏡聚光陣列、5定日鏡、6懸浮粒子傳送裝置

具體實(shí)施方式

塔式太陽(yáng)能懸浮粒子接收器1由陶瓷型磚構(gòu)筑的接收墻體2、懸浮粒子傳送裝置6和金屬保溫門3組成，塔式太陽(yáng)能懸浮粒子接收器1由面朝東、北、西的三面接收墻體2構(gòu)成，并設(shè)置于塔頂端，其南面設(shè)置懸浮粒子傳送裝置6；相對(duì)應(yīng)的定日鏡聚光陣列4分別面朝不同朝向的接收墻體2設(shè)置，分為三個(gè)朝向不同的定日鏡聚光陣列4；定日鏡聚光陣列4中的定日鏡5為大面積玻璃銀鏡無(wú)縫隙拼接構(gòu)成，且由近及遠(yuǎn)、由小到大選擇定日鏡5面積，距離接收塔較近的選擇小面積定日鏡5，距離較遠(yuǎn)的選擇大面積定日鏡5，最大定日鏡5的選擇要充分考慮風(fēng)荷載，例如在中國(guó)西部則應(yīng)選擇20、28、50平方米等不同面積的定日鏡5；但在實(shí)際應(yīng)用中并不限于所述絕對(duì)面積，而應(yīng)以能夠獲得的最大銀鏡為基礎(chǔ)進(jìn)行無(wú)縫隙拼接組合，只要符合這一理念即可；懸浮粒子首選粉煤灰或水泥熟料，經(jīng)球磨后粒徑為5微米至500微米，優(yōu)選100至350微米，以滿足循環(huán)流化床鍋爐需要。本發(fā)明同樣適用于水工質(zhì)和熔鹽塔式太陽(yáng)能電站，其中懸浮粒子換熱管道可參照專利201310180471.0改由高溫鎳基不銹鋼管替代。