[发明专利]纳米流体直接吸收式太阳能蒸汽发生装置及方法

权利要求书

1.一种纳米流体直接吸收式太阳能蒸汽发生装置，其特征在于：包括聚光器(1)、支架(14)、单轴跟踪器(15)和纳米流体直接吸收集热-蒸汽发生管(16)，所述单轴跟踪器(15)设置于聚光器(1)的外侧壁上，所述纳米流体直接吸收集热-蒸汽发生管(16)设置于聚光器(1)的焦线上，所述支架(14)固定在聚光器(1)端部，且所述支架(14)与纳米流体直接吸收集热-蒸汽发生管(16)连接；

所述纳米流体直接吸收集热-蒸汽发生管(16)包括U型真空管(2)和套管蒸汽发生管(5)，所述U型真空管(2)包括同心设置的U型真空管外管(9)和U型真空管内管(10)，所述U型真空管内管(10)设置于U型真空管外管(9)的内侧，U型真空管外管(9)和U型真空管内管(10)均采用表面无吸收涂层的玻璃；所述U型真空管(2)的开口端安装有隔离密封件(6)，所述隔离密封件(6)盖压在U型真空管(2)的开口端，且所述隔离密封件(6)的中部开设有圆形孔；

所述套管蒸汽发生管(5)包括套管蒸汽发生管外管(11)和套管蒸汽发生管内管(12)，所述套管蒸汽发生管外管(11)包括端部一(17)和端部二(18)这两个密封端部；所述套管蒸汽发生管内管(12)为两端直通式结构，所述套管蒸汽发生管内管(12)的一端开口与端部一(17)保持一定距离，所述套管蒸汽发生管内管(12)的外径小于套管蒸汽发生管外管(11)的内径，所述套管蒸汽发生管内管(12)的管壁上开设有若干喷嘴(7)；所述套管蒸汽发生管内管(12)设置于套管蒸汽发生管外管(11)内部，所述套管蒸汽发生管内管(12)固定在端部二(18)上；

隔离密封件(6)上圆形孔的直径等于套管蒸汽发生管(5)的外径，所述套管蒸汽发生管(5)穿过隔离密封件(6)的圆形孔伸入U型真空管(2)，且所述套管蒸汽发生管(5)的中心轴和U型真空管(2)的中心轴在同一条直线上，所述套管蒸汽发生管外管(11)的外径小于U型真空管内管(10)的内径；所述套管蒸汽发生管外管(11)的端部一(17)位于U型真空管(2)内侧，所述套管蒸汽发生管外管(11)的端部二(18)位于U型真空管(2)外侧；所述套管蒸汽发生管外管(11)在位于U型真空管(2)外侧的上部管壁上安装有蒸汽出口管(19)；

所述U型真空管内管(10)和套管蒸汽发生管外管(11)之间灌注有对太阳辐射具有吸收性能的纳米流体(4)。

2.如权利要求1所述的纳米流体直接吸收式太阳能蒸汽发生装置，其特征在于：U型真空管外管(9)和U型真空管内管(10)之间设置有弹簧支架(3)。

3.如权利要求1所述的纳米流体直接吸收式太阳能蒸汽发生装置，其特征在于：沿套管蒸汽发生管内管(12)轴向的上部喷嘴个数大于下部喷嘴个数。

4.如权利要求1所述的纳米流体直接吸收式太阳能蒸汽发生装置，其特征在于：所述套管蒸汽发生管外管(11)内壁面采用烧结多孔表面管。

5.基于权利要求1-4任一项所述的纳米流体直接吸收式太阳能蒸汽发生装置的发生方法，其特征在于：采用液态的载热流体作为蒸发介质，通过端部二(18)上的通孔向套管蒸汽发生管(5)中导入蒸发介质，蒸发介质先流经套管蒸汽发生管内管(12)到达端部一(17)，再逆向在套管蒸汽发生管内管(12)和套管蒸汽发生管外管(11)之间区域流向端部二(18)；纳米流体(4)吸收透过U型真空管(2)的太阳辐射能，并将热量传递给流向端部二(18)的蒸发介质；流向端部二(18)的蒸发介质与纳米流体(4)进行换热后变成蒸汽从蒸汽出口管(19)排出，进入下一流程；在套管蒸汽发生管内管(12)和套管蒸汽发生管外管(11)之间区域的蒸发介质流向端部二(18)过程中，蒸发介质吸热蒸发，气液两相流体中蒸汽质量分数不断提高，流经喷嘴(7)所设位置时，喷嘴(7)将套管蒸汽发生管内管(12)中部分液态的蒸发介质喷入套管蒸汽发生管内管(12)和套管蒸汽发生管外管(11)之间区域。