[实用新型]碟式二次反射环形聚光光热发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种碟式二次反射环形聚光光热发电装置。

背景技术

目前的光热发电装置分为三类，其中之一为蝶式系统也称盘式系统，主要特征是采用盘状抛物面镜聚光集热器，其结构从外形上看类似于大型抛物面雷达天线，由于盘状抛物面镜是一种点聚焦集热器，其聚光比可以高达数百到数千倍，因而可产生非常高的温度。这种系统可以独立运行，作为无电边远地区的小型电源，一般功率为10 -25 kW，聚光镜直径约为10-15 m，也可把数台至十数台装置并联起来，组成小型太阳能热发电站。装置主要有各部支撑架、反射面、控制传动系统、集热及传送装置、斯特林引擎装置。现有设备的问题如下：主要装置及重量集中在抛物面交点处，系统承受的载荷及力矩较大，不便与调控。由于重量分布不均引起转动惯量剧增，加大伺服电机负担。集热发电装置位置限制了维修的空间，加大了难度。所形成的光热高温利用率由于结构受到影响等。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种便于操作控制、减小系统负荷、重心平衡的碟式二次反射环形聚光光热发电装置。

为实现上述目的，本实用新型碟式二次反射环形聚光光热发电装置，包括反射面、二次反射面、集热及传送装置和斯特林引擎装置，其中，反射面的凹面为其反光曲面，二次反射面的凸面为其反光曲面，两个反光曲面相对设置，太阳光由反射面反射到二次反射面，再由二次反射面反射汇聚于集热及传送装置，集热及传送装置通过热传输管路将热量传输到斯特林引擎装置。

进一步，所述反射面、二次反射面、集热及传送装置和斯特林引擎装置均设置在支撑架上。

进一步，所述支撑架上还设置有控制所述反射面的俯仰及方位角来跟踪太阳保持聚光状态的控制传动系统。

进一步，所述控制传动系统由DCS系统控制。

进一步，所述反射面与所述二次反射面同轴，所述反射面为抛物面的截取面、所述二次反射面为双曲面的截取面；所述抛物面的截取面的焦点与所述双曲面的截取面的焦点重合。

进一步，所述集热及传送装置和所述斯特林引擎装置按先后顺序设置于所述反射面与所述二次反射面的公共轴上，所述集热及传送装置更靠近于所述反射面。

进一步，所述反射面的凹面，由高反光金属或非金属材料制成。

进一步，所述二次反射面的凸面，由高反光金属或非金属材料制成。

进一步，所述二次反射面的反射光汇聚于所述公共轴上，光汇聚点位于所述集热及传送装置的集热中心区。

本实用新型结构简单，通过改进设计等方法手段，使本实用新型光热发电装置具有操作控制方便、系统负荷减小、重心平衡等优点。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型碟式二次反射环形聚光光热发电装置，包括反射面1、二次反射面2、集热及传送装置3、斯特林引擎装置5、支撑架6、控制传动系统8。反射面1、二次反射面2、集热及传送装置3、斯特林引擎装置5和控制传动系统8均设置在支撑架6上，集热及传送装置3与斯特林引擎装置5以热传输管路相连。

反射面1为抛物面的截取面，其凹面为反光曲面，反射面1由高反光金属或非金属材料制成，参数根据所述反射面面积等条件确定。二次反射面2为双曲面的截取面，其凸面为反光曲面，二次反射面2由高反光金属或非金属材料制成，参数根据所述二次反射面面积等条件确定。反射面1的反光曲面和二次反射面2的反光曲面相对设置，反射面1与二次反射面2同轴且两者焦点重合。

集热及传送装置3和斯特林引擎装置5按先后顺序设置于反射面1与二次反射面2的公共轴9上，其中集热及传送装置3更靠近于反射面1。光汇聚点4位于集热及传送装置3的集热中心区。

运行步骤：控制传动系统8控制反射面1的俯仰及方位角，来跟踪太阳保持聚光状态，控制传动系统8的控制过程受DCS系统控制。太阳光由反射面1反射到二次反射面2，再由二次反射面2反射汇聚于集热及传送装置3的集热中心区，进行光热转换后通过热传输管路将热量传输到斯特林引擎装置5来参与发电。

本实用新型的工作原理为：绕双曲线长轴旋转而成的双曲面，从其中一个焦点发出的光线经另一瓣曲面反射后，反射光线的反向延长线经过另一个焦点。具体实现到本装置上则体现为，太阳光经反射面1的反射后，向二次反射面2汇聚，经二次反射面2再次反射后汇聚于反射面的中心轴即公共轴9上一点，此点即光汇聚点4，位于集热及传送装置3的集热中心区(图中未示)。

使用时，首先阳光顺箭头7方向从空中入射到反射面1上产生反射并向二次反射面2汇聚。接着经二次反射面2的反射，将入射阳光集中于光汇聚点4，即集热及传送装置3的集热中心区(图中未示)，在此通过光热转换将光能变为热能。而后通过集热及传送装置3完成热交换并传输至斯特林引擎装置5参与发电。与此同时，当阳光角度随时间发生变化时，控制传动系统8受DCS系统(图中未示)控制，调整反射面1的俯仰及方位角，跟踪太阳保持阳光集中于光汇聚点4。