本技術(shù)涉及太陽能光熱發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及一種光熱發(fā)電用的吸熱裝置與熱傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、目前，太陽能發(fā)電利用的方式主要為太陽能光伏發(fā)電和太陽能光熱發(fā)電。

2、太陽能光熱發(fā)電中，根據(jù)聚光的形式分類，可分為：塔式、槽式、碟式和線性菲涅爾式四種，目前的主流太陽能光熱發(fā)電方式為塔式。

3、在塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中，吸熱器是其中的一個重要組成部分，它是將定日鏡系統(tǒng)反射來的高密度輻射能轉(zhuǎn)化為熱傳輸工質(zhì)的高溫?zé)崮艿膿Q熱設(shè)備。

4、目前使用的吸熱器主要是外露管式吸熱器，其主要部件是吸熱管屏。

5、為充分接觸由太陽能鏡場反射來的太陽能輻射，吸熱管屏需要安裝于靠近太陽能接收鏡的圓柱面上，這就使太陽能接收鏡形成的圓柱體的中間部份的空間不能被充分利用。

6、為保證所需要的換熱面積，吸熱器整體尺寸較大，即直徑較大、高度較高，且吸熱器的中間部位的空間不能充分利用，導(dǎo)致整個吸熱器的安裝部位體積大、進而造價也提高。例如：目前吸熱量為?5mw?的外露管式吸熱器的外形尺寸約為：直徑?12?米，高度?15?到?20米，這還不包括吸熱器的上部和下部的相關(guān)保溫、防凝固結(jié)構(gòu)所占用的空間。這種吸熱器的較大外形尺寸，帶來較大的外表面積，這就帶來了另一個負作用，即：吸熱器的外表面散熱量大，因此增加了散熱損失，降低了太陽能的吸收效率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為改進目前常用的管屏式吸熱器體積大、散熱損失多等缺陷，本實用新型提供一種整體式熱管換熱器吸熱、熔鹽工質(zhì)熱傳輸?shù)奶柲芄鉄嵛鼰崞飨到y(tǒng)。

2、具體說明如下：一種整體式熱管換熱器太陽能吸熱系統(tǒng)，包括吸熱塔、熱傳輸工質(zhì)、工質(zhì)循環(huán)管路、工質(zhì)驅(qū)動裝置、蓄熱裝置；

3、所述吸熱塔包括保溫罩、吸熱器、太陽能接收鏡；所述吸熱器安裝于所述保溫罩、太陽能接收鏡結(jié)構(gòu)所圍成的內(nèi)部空間中；保溫罩內(nèi)表面安裝內(nèi)表面漫反射鏡；所述吸熱器為熱管式換熱器；所述熱傳輸工質(zhì)為熔鹽；所述熱傳輸工質(zhì)通過工質(zhì)驅(qū)動裝置在吸熱器、蓄熱裝置及熱傳輸管路中循環(huán)流動。

4、進一步地，所述吸熱器包括一個到多個吸熱模塊、工質(zhì)低溫總管和工質(zhì)高溫總管；每個吸熱模塊均包括位于該吸熱模塊上部的工質(zhì)容器和多根傳熱管；所述工質(zhì)容器包括下部壁板及下部壁板之上的容器體，下部壁板設(shè)置有與傳熱管數(shù)量相同的通孔，各傳熱管從該通孔中插入到工質(zhì)容器的內(nèi)部；所述傳熱管為兩端封閉、內(nèi)部充注工作溫度范圍內(nèi)會出現(xiàn)氣-液相變過程的相變物質(zhì)；所述工質(zhì)容器設(shè)置有與其外部熔鹽管路相連接的熱傳輸工質(zhì)高溫接口和熱傳輸工質(zhì)低溫接口；所述熱傳輸工質(zhì)高溫接口并聯(lián)連接到工質(zhì)高溫總管上；熱傳輸工質(zhì)低溫接口并聯(lián)連接到工質(zhì)低溫總管上。

5、優(yōu)選地，所述傳熱管為兩端封閉、一端為圓柱形管、另一端為圓錐形管的形狀；整根傳熱管的圓柱形管段部份插入到所述的工質(zhì)容器的內(nèi)部。

6、采用錐形傳熱管的好處是：太陽能不但更容易分布于傳熱管的整個表面(指吸熱端表面)，而且還更容易到達工質(zhì)容器下部壁板的下表面，使容器下部壁板的下表面也成為吸熱表面，所以，傳熱管的長度可以縮短，傳熱管的密度可以較高，因此，一方面可以降低傳熱管的總質(zhì)量，另一方面還有利于縮小整個吸熱器的體積，就是說：吸熱塔的體積可以更小、造價降低。

7、進一步地，所述工質(zhì)驅(qū)動裝置包括儲液器和工質(zhì)循環(huán)泵，儲液器的進口與蓄熱裝置的工質(zhì)出口相連接，出口與工質(zhì)循環(huán)泵的進口相連接；整套工質(zhì)驅(qū)動裝置安裝在低于蓄熱裝置的位置；工質(zhì)循環(huán)泵的出口連接到工質(zhì)低溫管路上。

8、進一步地，所述吸熱器還包括中間反射鏡，所述中間反射鏡為漫反射鏡；所述中間反射鏡安裝在吸熱塔中間重直于地面的直線的周圍。

9、如上所述的光熱發(fā)電用的整體式熱管換熱器太陽能吸熱系統(tǒng)相比現(xiàn)有的管屏式太陽能吸熱與熱傳輸系統(tǒng)，具有如下有益效果：采用整體式熱管換熱器，各傳熱管可基本均勻分布于整個安裝空間之內(nèi)，因此可充分利用安裝空間，而目前常用的熔鹽吸熱器只能利用太陽能接收鏡內(nèi)部的、靠近太陽能接收鏡的周邊空間安裝吸熱管，即：將“圓柱面狀安裝的”管屏式換熱器改變?yōu)椤绑w狀安裝的”換熱器（整

10、體熱管式），且“體狀”換熱器的形體形狀可以多變，靈活性大幅度提升；所以，本實用新型不但可以縮小所述太陽能吸熱系統(tǒng)的安裝空間，而且還可以具有多變的實施方案；由于吸熱器的體積縮小，所以，整個吸熱塔的體積縮小，吸熱塔外表面積減少，吸熱塔的外表散熱量降低，吸熱效率提高，能量效率提高；同樣，由于吸熱器體積縮小，也可減小太陽能吸收鏡的尺寸，進一步降低造價，也減少了太陽能向外部的反射，所以，也進一步提高了效率。

11、在吸熱塔內(nèi)表面安裝漫反射鏡，使太陽能輻射在整個吸熱塔內(nèi)變得均勻，一方面有利于吸熱器的均勻吸熱，另一方面降低了吸熱塔內(nèi)部的平均溫度，這就有利于降低對保溫罩的性能要求，可以降低保溫罩的投資并縮小保溫罩的體積。

技術(shù)特征：

1.一種整體式熱管換熱器太陽能吸熱系統(tǒng)，包括吸熱塔、熱傳輸工質(zhì)、工質(zhì)循環(huán)管路、工質(zhì)驅(qū)動裝置、蓄熱裝置；所述吸熱塔包括保溫罩、吸熱器、太陽能接收鏡；所述吸熱器安裝于所述保溫罩、太陽能接收鏡結(jié)構(gòu)所圍成的內(nèi)部空間中；其特征是：所述吸熱器采用整體式熱管式換熱器；所述熱傳輸工質(zhì)為熔鹽；所述保溫罩內(nèi)表面安裝內(nèi)表面漫反射鏡；所述熱傳輸工質(zhì)通過工質(zhì)驅(qū)動裝置在吸熱器、蓄熱裝置及熱傳輸管路中循環(huán)流動。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種整體式熱管換熱器太陽能吸熱系統(tǒng)，其特征是：所述吸熱器包括多個吸熱模塊、工質(zhì)低溫總管和工質(zhì)高溫總管；所述吸熱模塊包括位于該吸熱模塊上部的工質(zhì)容器和多根傳熱管；所述工質(zhì)容器包括下部壁板及下部壁板之上的容器體，下部壁板設(shè)置有與傳熱管數(shù)量相同的通孔，各傳熱管從該通孔中插入到工質(zhì)容器的內(nèi)部；所述傳熱管為兩端封閉、內(nèi)部充注工作溫度范圍內(nèi)會出現(xiàn)氣-液相變過程的相變物質(zhì)；所述工質(zhì)容器設(shè)置有與其外部熔鹽管路相連接的熱傳輸工質(zhì)高溫接口和熱傳輸工質(zhì)低溫接口；所述熱傳輸工質(zhì)高溫接口并聯(lián)連接到工質(zhì)高溫總管上；熱傳輸工質(zhì)低溫接口并聯(lián)連接到工質(zhì)低溫總管上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種整體式熱管換熱器太陽能吸熱系統(tǒng)，其特征是：所述傳熱管為兩端封閉、一端為圓柱形管、另一端為圓錐形管的形狀；整根傳熱管的圓柱形管段部份插入到所述的工質(zhì)容器的內(nèi)部。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種整體式熱管換熱器太陽能吸熱系統(tǒng)，其特征是：所述工質(zhì)驅(qū)動裝置包括儲液器和工質(zhì)循環(huán)泵，儲液器的進口與蓄熱裝置的工質(zhì)出口相連接，出口與工質(zhì)循環(huán)泵的進口相連接；整套工質(zhì)驅(qū)動裝置安裝在低于蓄熱裝置的位置；工質(zhì)循環(huán)泵的出口連接到工質(zhì)低溫管路上。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種整體式熱管換熱器太陽能吸熱系統(tǒng)，其特征是：所述吸熱器還包括中間反射鏡，所述中間反射鏡為漫反射鏡；所述中間反射鏡安裝在吸熱塔中間重直于地面的直線的周圍。

技術(shù)總結(jié)
一種整體式熱管換熱器太陽能吸熱系統(tǒng)，包括吸熱塔、熱傳輸管路、熱傳輸工質(zhì)、工質(zhì)驅(qū)動裝置、蓄熱裝置；該系統(tǒng)利用熔鹽工質(zhì)進行熱傳輸，其吸熱器利用熱管原理工作；通過熱管原理與多種太陽能輻射傳熱強化的技術(shù)措施的綜合利用以及適應(yīng)于吸熱塔結(jié)構(gòu)安裝的整體式熱管換熱器結(jié)構(gòu)，使吸熱塔內(nèi)部的空間得以充分利用，從而使吸熱塔的尺寸或體積大幅度減少，并可有效降低吸熱塔制造、運輸和安裝等過程的造價。整體式熱管換熱器的應(yīng)用，還有利于降低吸熱塔內(nèi)部的溫度或提高蓄熱溫度，因此可提高系統(tǒng)的熱效率。

技術(shù)研發(fā)人員：祝長宇,丁式平,祝帝文
受保護的技術(shù)使用者：北京中熱能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20230515
技術(shù)公布日：2024/12/26