[发明专利]一种塔式太阳能吸热模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种塔式太阳能吸热模块，属于塔式太阳能热发电系统技术领域。

背景技术

太阳能是一种干净的可再生的新能源，越来越受到人们的亲睐，在人们生活、工作中有广泛的作用， 其中之一就是将太阳能转换为电能，太阳能电池就是利用太阳能工作的。而太阳能热电站的工作原理则是利用汇聚的太阳光，把水烧至沸腾变为水蒸气，然后用来发电。吸热器便是塔式太阳能热发电系统中实现光热转化的关键设备。

以往的吸热器单模块，集箱及保温层设于吸热管上，遮挡住了吸热管，吸热管多采用圆形，太阳直射面积小，不利于收集热量，并且吸热管裸露在空气中的部分比较长，受外部冷空气吹扫的影响，散热损失较大。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种塔式太阳能吸热器单模块，它能够减小集箱及保温层对吸热管遮挡的影响，减小散热损失，提高有效受光面积，降低单位面积的光溜密度，使设备更安全。

本发明的技术方案：一种塔式太阳能吸热模块，包括上集箱、下集箱、吸热管和连接管道，上集箱与下集箱内侧均设有涂层为0.127mm～0.0254mm的吸热管，并通过连接管道连接，吸热管受光面涂有高吸收性选择性材料，所述高吸收性选择性材料为Co-Ai₂O₃涂层或Au-Ai₂O₃涂层。由于上集箱与下集箱内侧设有吸收管，减小了集箱及保温层对吸热管遮挡的影响，没有受光直接裸露在空气中的吸热管长度减小，同时下保温箱的绝大部分位于吸热器筒体内侧，减小了受到吸热器筒体外冷空气吹扫部分，减小了设备的散热损失，其光热转化效率提高，有效受光面积增加，在相同功率输入的情况下，单位面积的光流密度降低，设备更安全。在吸热管受光面涂有选择性涂层，利用在母体中细分散的金属粒子，对可见光的不同波长级光子产生多次散射和内反射而将其吸收，提高了吸热器的光热转化效率，没有涂层的吸热器光热转化效率在70%左右，有涂层的吸热器光热转化效率一般在85%以上。

前述的这种塔式太阳能吸热模块中，吸热管采用正多边形。

前述的这种塔式太阳能吸热模块中，吸热管上涂层厚度为0.07mm。

前述的这种塔式太阳能吸热模块中，吸热管后设有保温箱，上集箱和下集箱均设于各自的保温箱内。把上下集箱设于保温箱内，保温箱与布置于吸热器内侧，与检修平台直接相连，方便检修，降低检修成本和减短检修时间。

前述的这种塔式太阳能吸热模块中，上集箱上方设有支吊梁，支吊梁与保温箱连接。

前述的这种塔式太阳能吸热模块中，支吊梁上端设有支撑机构，上集箱、下集箱和吸热管通过支吊梁连接于支撑机构上。

前述的这种塔式太阳能吸热模块中，吸热管内设有载热工质。

前述的这种塔式太阳能吸热模块中，载热工质采用融盐、导热油或水。

与现有技术相比，由于上集箱与下集箱内侧设有吸收管，减小了集箱及保温层对吸热管遮挡的影响，没有受光直接裸露在空气中的吸热管长度减小，同时下保温箱的绝大部分位于吸热器筒体内侧，减小了受到吸热器筒体外冷空气吹扫部分，减小了设备的散热损失，其光热转化效率提高，有效受光面积增加，在相同功率输入的情况下，单位面积的光流密度降低，设备更安全；由于涂油选择性涂层，提高了吸热器的光热转化效率，没有涂层的吸热器光热转化效率在70%左右，有涂层的吸热器光热转化效率一般在85%以上；由于上下集箱设于保温箱内，保温箱与布置于吸热器内侧，与检修平台直接相连，方便检修，降低检修成本和减短检修时间。

在相同外形尺寸下，多边形的吸热管有效受光面积增加，在相同功率输入的情况下，单位面积的光流密度降低，设备更安全。以一个45MWt输入的吸热器，高度H=7m，直径D=5.2m，平均入射角度在30～45°的情况下，本发明有效吸热面积增加范围为5～10%。

本发明中所采用的吸热器结构形式，减小了集箱及保温层对吸热管遮挡的影响，没有受光直接裸露在空气中的吸热管长度减小，同时下保温箱的绝大部分位于吸热器筒体内侧，减小了受到吸热器筒体外冷空气吹扫部分，减小了设备的散热损失，其光热转化效率提高，本发明所提出结构形式的吸热器设计光热转化效率≥88%，年均光热转化效率≥82%，比其他结构形式吸热器的光热转化效率约提高3～5个百分点。这样设计使上集箱结构对称，熔盐管路之间的阻力更容易平衡，本专利中所提出的吸热器结构形式中单模块各吸热管之间的阻力不平衡性小于10%。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的保温箱和集箱的结构示意图。