[发明专利]二次聚光装置、系统及具有该系统的太阳能热发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能利用设备技术领域，特别涉及太阳光聚光装置技术领域，具体是指一种二次聚光装置、二次聚光系统及具有该系统的太阳能热发电系统。

背景技术

现有的太阳能热发电系统主要有槽式线聚焦系统、塔式系统和碟式系统三大基本类型。二次反射式太阳能热发电系统是在传统的塔式太阳能热发电系统基础上的改进方案。由于传统的塔式系统将吸热器安装在数十米高的塔顶，对流与辐射损失较大，而且吸热器安装与维护成本很高，因此可以通过在较矮的位置安装一双曲面型的二次反射装置，从而将吸热器改为地面安装，以降低热能损耗，并简化部分高空吸热器的配套设备，大幅削减系统造价和风险。

二次反射式太阳能热发电系统通常由定日镜场、二次反射系统、吸热器、蓄热罐、蒸汽发生器和汽轮机组成。其中，二次反射系统通常采用的是“Beam Down式”，Beam Down式是将地面上设置的平面反射镜汇聚的光线通过塔顶设置的反射镜二次反射后，汇聚到地面上的吸热器。该系统一般采用三柱式支撑结构，并在固定的盘状钢架上安装小镜片结构，从整体上组成类双曲反射面，三立柱内设置有导轨装置以实现二次反射系统的整体吊装。由于Beam Down式是将熔盐吸热器设置在地面上，因此与传统的塔顶式相比，可降低建塔成本和运行成本。熔盐为NaNO₃和KNO₃的混合物，可储存600℃的热量，并可利用储存的热量驱动蒸汽轮机发电。

现有的此类二次反射系统采用的三个或更多的巨大立柱作为二次反射系统的主支撑结构，其缺点在于这样的支撑结构势必带来较大的遮挡问题，或产生部分地面位置无法布置定日镜问题。这就对二次反射系统的利用效率产生的巨大的制约。

同时，现有的二次反射系统通常采用固定的安装方式，一旦吊装完毕，其光学曲面无法轻易调整，或者调整需要耗费大量的维修时间和人力，这无疑降低了二次反射系统对安装误差的适应能力，也会相应地提升安装成本和维护成本。

另外，现有的二次反射系统的光轴都是沿竖直方向固定设置的，只有在高纬度地区采用非对称镜场的情况下，才可能将光轴倾斜设置，由此对吸热器的设计具有了更高的要求，其吸热面或入射口平面必须为水平方式，而无法满足其它角度的吸热器目标面的需求。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种有效地解决遮挡问题，从而大大提高地面定目镜的可用范围，同时实现了二次反射曲面可调焦功能，降低了对于安装精度的要求，并一定程度削减了安装维护成本，另外实现了二次反射系统的可变光轴功能，从而满足各种角度吸热器目标面的需求，大大增强了二次聚光系统的适应能力和应用范围的二次聚光装置、二次聚光系统及具有该系统的太阳能热发电系统。

为了实现上述的目的，本发明的二次聚光装置具有如下构成：

该二次聚光装置包括呈圆周分布的多片瓣状聚光模块，所述的多片瓣状聚光模块整体拟合为一聚光面，该聚光面为双曲面或抛物面。所述的一片聚光模块包括两根固定梁和安设于两根固定梁之间的聚光镜。所述的两根固定梁间具有一确定的夹角。

该二次聚光装置中，所述的夹角略小于所述的单片瓣状聚光模块在所述的圆周分布中所占的圆心角，相邻两片聚光模块之间具有间隙。或者所述的夹角不小于所述的单片瓣状聚光模块在所述的圆周分布中所占的圆心角，相邻两片聚光模块沿所述的圆心垂直竖轴方向上错层分布。

该二次聚光装置中，所述的聚光镜包括多片固定于所述的两根固定梁之间的聚光镜片单元。所述的聚光镜片单元为平面反射聚光镜片或双曲面反射聚光镜片。

该二次聚光装置中，所述的聚光镜片单元呈梯形，其接近所述的圆周分布的圆心的一边较短，远离圆心的一边较长，所述聚光镜片单元的四角通过活动连接组件分别活动固定于所述的两根固定梁上。

该二次聚光装置中，所述的活动连接组件包括万向节、以及分别连接该万向节的抱箍和点粘接件，所述的抱箍套设于所述的固定梁上，所述的点粘结件粘结于所述的聚光镜片单元的背面。

该二次聚光装置中，所述的两根固定梁之间还连接有面型调节横梁，所述的面型调节横梁的数量与所述的聚光镜片单元的数量相等，一根面型调节横梁通过一调节螺栓连接于一片聚光镜片单元的背面。

该二次聚光装置中，所述的两根固定梁均为弧形梁或折线形梁。