[发明专利]单侧纵向涡优化流场的塔式太阳能接收器

说明书

本发明提供一种单侧纵向涡优化流场的塔式太阳能接收器。该塔式太阳能接收器，包括：外壳、多个吸热圆管、多个纵向涡发生器以及设置在外壳的底部的支撑件；其中外壳的一端开口设置，在外壳的另一端的内部设置有多个吸热圆管，且外壳的开口端的尺寸不小于外壳的另一端的尺寸；每个吸热圆管内部的第一侧或第二侧设置至少两个纵向涡发生器，第二侧为与第一侧相对的一侧，第一侧为吸热圆管靠近太阳光的一侧；多个吸热圆管和多个纵向涡发生器设置在支撑件上，且各吸热圆管和各纵向涡发生器竖直设置。本发明能够降低吸热圆管周向的温度梯度以及热应力分布，提高塔式太阳能接收器的可靠性，优化了塔式太阳能接收器的结构，节约了成本。

技术领域

本发明涉及太阳能热利用技术领域，尤其涉及一种单侧纵向涡优化流场的塔式太阳能接收器。

背景技术

目前，在现有的塔式太阳能接收器的吸热管内，由于吸热管一侧接收经过定日镜汇聚反射的太阳光照射，另一侧不接收太阳光辐射，导致吸热管内的热流密度分布不均匀，使得吸热管周向上的热应力分布不均，造成吸热管的可靠性下降。

现有一般采用内部流场优化措施或改变外部结构的方式来对吸热管进行优化，使得吸热管内部热流密度分布均匀。采用内部流场优化措施，如采用在吸热管的全周向布置多孔介质层、微槽道、金属泡沫、多孔板等措施进行优化。采用改变外部结构，如改变吸热管材料等措施进行优化。

然而，现有技术中的吸热管结构复杂，导致制造工艺复杂，且成本较高。

发明内容

本发明提供一种单侧纵向涡优化流场的塔式太阳能接收器，以克服现有的塔式太阳能吸热管结构复杂，成本较高，可靠性较差的问题。

本发明提供一种单侧纵向涡优化流场的塔式太阳能接收器，包括：外壳、多个吸热圆管、多个纵向涡发生器以及设置在所述外壳的底部的支撑件；其中

所述外壳的一端开口设置，在所述外壳的另一端的内部设置有多个所述吸热圆管，且所述外壳的开口端的尺寸不小于所述外壳的另一端的尺寸；

每个所述吸热圆管内部的第一侧或第二侧设置至少两个纵向涡发生器，所述第二侧为与所述第一侧相对的一侧，所述第一侧为所述吸热圆管靠近太阳光的一侧；

所述多个吸热圆管和所述多个纵向涡发生器设置在所述支撑件上，且各所述吸热圆管和各所述纵向涡发生器竖直设置。

可选地，所述外壳的开口端的尺寸等于所述外壳的另一端的尺寸，多个所述吸热圆管在所述外壳的另一端呈直线状排列；或者

所述外壳的开口端的尺寸大于所述外壳的另一端的尺寸，多个所述吸热圆管在所述外壳的另一端呈弧线排列。

可选地，所述外壳的横截面的形状为梯形，所述外壳采用不锈钢材质。

可选地，所述纵向涡发生器与所述吸热圆管的长度相同。

可选地，所述纵向涡发生器为扭曲片。

可选地，所述扭曲片的横截面为矩形，所述矩形的长度大于所述矩形的宽度的2倍，所述扭曲片的扭矩大于所述矩形的长度的2倍。

可选地，所述纵向涡发生器为双斜肋管。

可选地，所述双斜肋管与所述吸热圆管内传热流体的来流方向之间的攻角β为±45°；

所述双斜肋管一侧上两个斜肋的间距小于所述双斜肋管的外径，所述斜肋的高度小于所述双斜肋管的外径的十分之一。

可选地，所述纵向涡发生器为螺旋管，所述螺旋管包括基管和环绕在所述基管上的螺旋翅片。

可选地，所述螺旋翅片的高度的2倍不大于所述基管的外径，所述螺旋管的螺距大于所述基管的外径的2倍。