[发明专利]一种用于太阳能热发电系统的碟式集热加热器及设计方法

权利要求书

1.一种用于太阳能热发电系统的碟式集热加热器，其特征在于，包括：

外壳（2），所述外壳（2）设有集热腔和聚光口（8），所述集热腔和所述聚光口（8）连通；

多个加热管（1），所述多个加热管（1）沿周向均匀设置于所述集热腔内，所述多个加热管（1）构成的整体呈现锥形结构；

进气集气室（41），所述进气集气室（41）和所有所述加热管（1）连接，所述进气集气室（41）位于所述聚光口（8）的边缘围成的聚光区域的外部，所述进气集气室（41）呈圆环状，所述进气集气室（41）整体相对所述聚光口（8）呈现内凹式柱形结构，所述进气集气室（41）用于对导热工质进行初加热并将导热工质输送至所述加热管（1）；

进气管（42），所述进气管（42）和所述进气集气室（41）连接；

其中，太阳能经所述聚光口（8）进入所述集热腔，并加热所述进气集气室（41）和所述加热管（1）内的所述导热工质；

出气组件（5），所述出气组件（5）位于所述聚光口（8）的边缘围成的聚光区域内，所述出气组件（5）和所述加热管（1）连接，所述出气组件（5）包括出气集气室（51）和出气管（52），所述出气集气室（51）与所有所述加热管（1）连接，所述出气集气室（51）和所述出气管（52）连接；

所述外壳（2）包括前挡板（22）、底板（21）和侧板（23），所述侧板（23）的一侧边缘和所述前挡板（22）连接，所述侧板（23）的另一侧边缘和所述底板（21）连接，所述聚光口（8）设置于所述前挡板（22），所述出气管（52）贯穿所述底板（21）。

2.根据权利要求1所述的用于太阳能热发电系统的碟式集热加热器，其特征在于，所述多个加热管（1）共同形成环状结构，且所述多个加热管（1）均沿所述外壳（2）的中心线对称设置并均匀布置。

3.根据权利要求2所述的用于太阳能热发电系统的碟式集热加热器，其特征在于，所有所述加热管（1）连接有所述进气集气室（41）的部分均朝向相互远离的方向连续均匀弯曲。

4.根据权利要求2所述的用于太阳能热发电系统的碟式集热加热器，其特征在于，相邻两个所述加热管（1）之间的间隙范围在0.05mm-0.1mm之间。

5.根据权利要求1所述的用于太阳能热发电系统的碟式集热加热器，其特征在于，所述用于太阳能热发电系统的碟式集热加热器（100）还包括多个导流片（9），所述多个导流片（9）均间隔设置于所述进气集气室（41）。

6.根据权利要求5所述的用于太阳能热发电系统的碟式集热加热器，其特征在于，所述进气集气室（41）的两个侧壁均连接有所述导流片（9），位于不同侧壁的所述导流片（9）交错设置。

7.根据权利要求1所述的用于太阳能热发电系统的碟式集热加热器，其特征在于，所述用于太阳能热发电系统的碟式集热加热器（100）还包括流量调节阀（6），所述流量调节阀（6）设置于所述进气管（42）。

8.根据权利要求1所述的用于太阳能热发电系统的碟式集热加热器，其特征在于，所述前挡板（22）设有连接孔，与所述进气集气室（41）的一端连接的转接段的一端设置于所述连接孔中。

9.根据权利要求1-8任一项所述的用于太阳能热发电系统的碟式集热加热器，其特征在于，所述用于太阳能热发电系统的碟式集热加热器（100）还包括隔热层（3），所述隔热层（3）设置于所述外壳（2）与所述加热管（1）之间。

10.一种用于太阳能热发电系统的碟式集热加热器的设计方法，用于设计权利要求1-9任一项所述的用于太阳能热发电系统的碟式集热加热器，其特征在于，所述设计方法包括以下步骤：

确定聚光器的特征角α；

确定所述碟式集热加热器的特征角a以及所述聚光口（8）的直径d₀；

根据聚光器的特征角α、所述碟式集热加热器的特征角a以及所述聚光口（8）的直径d₀确定所述集热腔的特征长度以及所述进气集气室（41）的内直径d₁；

确定所述碟式集热加热器的总热能损失；

将上述步骤进行循环，得到多个总热量损失，选取总热量损失最小的一组数据确定所述碟式集热加热器的结构参数。