[发明专利]吸热器以及吸热器的运行方法

说明书

本发明涉及太阳能热发电领域，公开了一种吸热器和吸热器的运行方法，通过增设热化学防护机构进行温度调节和物理防护。吸热器包括：吸热管，管内设有熔盐工质；防护机构，防护机构布置在吸热管外侧；防护机构内设热化学储能材料，防护机构与吸热管相接触设置；当吸热管温度大于第一预设温度时，热化学储能材料发生还原反应吸热，使吸热管温度降低；当吸热管温度小于第二预设温度时，热化学储能材料发生氧化反应放热，使吸热管温度升高；吸热管有多根，且多根吸热管绕防护机构的内表面依次排列。在吸热器外侧增设热化学防护机构既能避免吸热管的物理损伤，又能稳定吸热管的温度，提高了使用的安全性，从而延长吸热器的使用寿命。

技术领域

本发明涉及太阳能热发电领域，公开了一种吸热器以及该吸热器的运行方法，能够自发调节吸热器的温度，延长吸热器的使用寿命。

背景技术

太阳能发电技术是缓解能源危机的有效手段，应用前景广阔。太阳能发电技术主要分为光热发电和光伏发电两种，光热发电可以通过低成本储热削峰填谷，保障稳定发电，具有担当基础电力负荷或调峰机组的潜力。

通常，太阳能热发电主要包括槽式、线性菲涅尔式、碟式和塔式四种方式，其中塔式光热发电系统的容量大、聚光比和运行温度高、效率高，是目前发展最为迅速的技术之一。该系统主要由聚光系统、吸热系统、储热系统、二次回路换热系统和发电系统等几部分组成。其中，吸热系统中的吸热器是光热转换的关键设备，其通常包括吸热管，管内设置有熔盐工质，熔盐工质用于传递吸热管所吸收的太阳能。

目前，商业化太阳能塔式热发电站的吸热器多为外置管式吸热器，其聚光边缘角大、功率高，结构简单、易于大型化；但是，由于这种类型的吸热器管束直接暴露在高空环境中，因此反射、辐射和对流损失较大，并且运行模式对天气变化比较敏感。

太阳辐射光强的频繁波动很容易引起吸热器管束上的聚光能流分布不均，例如云层对太阳进行遮挡时，吸热器接收的太阳辐射能量急剧减小，但吸热器的对外散热却一直存在，因此吸热管的壁面温度将急剧下降，严重时可能导致吸热器中熔盐工质的凝结。当云层遮挡消失时，太阳辐射突然增强，可能会导致管束局部过热，热量集中会造成材料的热疲劳损伤，对吸热器的稳定运行和寿命产生严重影响。当出现强风天气时，吸热管对外热流损失增大，导致管壁温度下降，同时强风可能会对裸露的吸热管产生物理损害。因此剧烈的天气变化，会导致吸热器效率降低、寿命减短，甚至出现损坏，引发安全事故。

发明内容

本发明提供了一种吸热器，包括：

吸热管，所述吸热管内设置有熔盐工质，所述熔盐工质用于传递所述吸热管所吸收的太阳能；

吸热器还包括防护机构，防护机构布置在吸热管外侧，防护机构的内部设有热化学储能材料，所述防护机构与所述吸热管相接触设置；

当吸热管温度大于第一预设温度时，防护机构内的热化学储能材料发生还原反应吸热，使吸热管温度降低；

当吸热管温度小于第二预设温度时，防护机构内的热化学储能材料发生氧化反应放热，使吸热管温度升高。

本发明通过防护机构，在温度过高时，对于热量集中的部位的热量进行吸收和储存，当温度过低时，将高温时收集并储存的热量进行释放。其中，主要的热量调节方法是：设置在防护机构内的热化学储能材料，通过氧化还原反应调节温度。这样既保证了太阳能发电的平稳性，又能避免吸热器局部过热或熔盐工质凝固，从而延长吸热器的使用寿命。

在本发明中，防护机构设置在吸热器外侧，在强风天气下，能够起到一定保温作用，减少吸热管对外的热流损失，同时还能避免极端天气对吸热器造成的物理损害。

本发明还提供了一种上述吸热器的运行方法，包括如下步骤：

太阳光照射在防护机构外表面，防护机构内部的热化学储能材料吸收热量；