[发明专利]一种菲涅尔式太阳能风电能互补的集热管

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能集热管技术领域，尤其涉及一种菲涅尔式太阳能风电能互补的集热管，具体的是一种使水不会产生相变，且能够在阴天和夜间连续使用的菲涅尔式太阳能风电能互补的集热管。

背景技术

环境问题日益突出，煤、石油、天然气等化石能源渐趋枯竭，迫切需要大规模进行可再生能源的开发与利用。太阳能的光热技术和风力发电技术是目前较成熟与最具规模开发的新能源。

太阳能的光热技术中的核心是集热管技术，由于聚光至集热管上的太阳能量会使集热管单侧聚光面上温度很高，如果像常规那样的集热管，要采用水作热载体，水由于集热管的聚光面温度很高，会局部产生相变而产生蒸汽，引起集光管中压力剧烈波动，甚至可能爆管。为避免这种情况的发生，集热管中的热载体，采用一种高沸点的油，让油吸收了太阳的热能再和水进行热交换，使水产生蒸汽用来作功。但是这种方式使系统很复杂，从而加大了建设投资，另外由于二次换热，使热损失增大，大大降低了太阳能的最终可利用率。

另外，由于太阳能只是在太阳出现在集热管的上空时，集热管才能吸收太阳能转变为热能。因此，夜间和阴雨天，集热管就无法输出热能，而需用蒸汽的业主往往又需要连续供汽，比如夜间或阴雨天的物料干燥，采暖，油田超稠油开采的三次采油蒸汽驱动均需要这种连续供汽。尽管很多可再生能源的研究部门都在研究如何将太阳能贮存起来，以备夜间或阴雨天使用，但这是非常局限而短时间的，而且投资非常大，增加了建设和运行费用，而夜间或阴雨天往往是风电能资源比较丰富的时间段。特别是油田除了具有丰富的太阳能资源，还有非常可观的风电能资源，如果能将风电能用在集热管的加热中，使水载体在太阳能不足，无法达到换热指标时，集热系统自动将风电能投入到集热管中进行补充加热，使集热管还能正常供给所需参数的蒸汽。

目前所采用的集热管大都带有玻璃真空管，以保证集热管吸收热量之后尽量降低集热管自身的散热，降低热损耗，提高太阳能转换率。但这种带真空玻璃管结构的集热管，制作较复杂，成本高，安装运输都比较困难。

鉴于上述现有技术的缺陷，需要提供一种使水在集热管中不会产生相变，且能够在阴天和夜间连续使用的菲涅尔式太阳能风电能互补的集热管。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是现有的太阳能集热管采用水作热载体，会局部产生相变而产生蒸汽，引起集光管中压力剧烈波动，甚至可能爆管。采用高沸点的油的方式使系统很复杂，从而加大了建设投资，另外由于二次换热，使热损失增大，大大降低了太阳能的最终可利用率。另外，夜间和阴雨天，集热管就无法输出热能。且目前所采用的集热管大都带有玻璃真空管，但这种带真空玻璃管结构的集热管，制作较复杂，成本高，安装运输都比较困难的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种菲涅尔式太阳能风电能互补的集热管，该菲涅尔式太阳能风电能互补的集热管包括：膨胀器、电热元件、内管及外管；所述膨胀器分别通过膨胀器法兰及外管第二法兰与所述外管的端部连接，所述外管套设在所述内管外，所述内管与所述外管之间留有间隙，所述内管及外管之间设置有螺旋片，所述外管的外表面设置有选择吸收性涂层，所述电热元件设置在所述内管内。

其中，所述电热元件为电阻丝或电阻板，所述电热元件与风力发电装置连接。

其中，所述电热元件与所述内管之间设置有用于绝缘的填料，所述填料的材质为高热传导性能的材质。

其中，还包括与所述外管对应设置的反射罩。

其中，所述反射罩内侧设置有反射镜。

其中，所述反射罩的外侧设置有隔热层。

其中，所述反射罩的底部设置有封口玻璃。

其中，所述外管第二法兰上均设置有螺孔及定位销。

其中，所述膨胀器法兰及外管第二法兰之间设置有用于分配水流的内管法兰。

其中，所述内管法兰上分别设置有与风力发电装置连接的第一接线柱及第二接线柱。

(三)有益效果