一种腔式太阳能蒸汽锅炉的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种腔式太阳能蒸汽锅炉，包括：炉膛；圆柱桶，其位于所述炉膛腔体内部，所述圆柱桶水平设置且一转轴贯穿所述圆柱桶，所述转轴的两端设置在所述炉膛的腔体侧壁上，转轴的一端穿过所述炉膛的腔体侧壁与一驱动电机相连，所述圆柱桶是由金属材料制成，圆柱桶内腔中填满高温蓄热介质；石英玻璃，其设置在所述炉膛腔体的上开口处；预热管，其设置在所述石英玻璃的上方处，所述预热管的一端通过一管道与水泵相连接；螺旋管，其缠绕在所述圆柱桶外壁四周，所述预热管的另一端与所述螺旋管的一端相连通。本发明高效环保，将聚焦太阳能热转化为高品质蒸汽，即使在太阳辐照下降或阴天的时候能够照样工作。
【专利说明】一种腔式太阳能蒸汽锅炉
【技术领域】
[0001]本发明涉及锅炉领域，特别涉及一种腔式太阳能蒸汽锅炉。
【背景技术】
[0002]在塔式太阳能热发电系统中，太阳能接收器是实现塔式太阳能热发电最为关键的核心技术，它将定日镜所捕捉、反射、聚焦的太阳能直接转化为可以高效利用的高温热能，为发电机组提供所需的热源或动力源。现有的塔式太阳能接收器主要分为间接照射接收器和直接照射接收器两大类。太阳能锅炉适合采用间接照射空腔吸收器，开发大规模、高效、低成本适合多碟或塔式集热器的太阳能接收器对我国能源发展具有战略意义。
[0003]常规锅炉主要是通过煤炭，石油，天然气等化石能源作为燃料在炉膛中燃烧加热锅炉中的水产生热水或蒸汽，不但资源有限，而且会造成环境污染等问题。而太阳能锅炉设计原理是由太阳能低温或中高温集热器收集清洁可再生的太阳能作为燃料替代炉膛产生热量，用一个装置将热能最大程度地吸收和储存，并通过控制来获得所需热水或蒸汽的装置。目前槽式太阳能聚光集热系统研究较多，而适用于碟式或塔式定日镜聚光器大规模、高效热利用的腔式太阳能蒸汽锅炉研究成果较少。
【发明内容】
[0004]本发明设计开发了一种腔式太阳能蒸汽锅炉，该发明操作简单，高效环保，制造方便，适合于塔式太阳能聚光集热装置，能够将聚焦太阳能热转化为高品质的蒸汽。
[0005]本发明提供的技术方案为:
[0006]一种腔式太阳能蒸汽锅炉，包括:
[0007]炉膛，其腔体壁由外层至内层依次为腔体外壁、绝缘耐火保温层和腔体内壁；
[0008]圆柱桶，其位于所述炉膛腔体内部，所述圆柱桶水平设置且一转轴贯穿所述圆柱桶，所述转轴的两端设置在所述炉膛的腔体侧壁上，转轴的一端穿过所述炉膛的腔体侧壁与一驱动电机相连，所述圆柱桶是由金属材料制成，圆柱桶内腔中填满高温蓄热介质，吸收并储存太阳能热量；
[0009]石英玻璃，其设置在所述炉膛腔体的上开口处，聚焦太阳光穿过所述石英玻璃射入所述炉膛腔体中；
[0010]预热管，其设置在所述石英玻璃的上方处，所述预热管的一端通过一管道与水泵相连接；
[0011]螺旋管，其缠绕在所述圆柱桶外壁四周，所述预热管的另一端与所述螺旋管的一端相连通，其中所述圆柱桶在驱动电机的驱使下旋转使所述螺旋管受热均匀；
[0012]其中，所述预热管和螺旋管的外表面均涂有一层选择性吸收涂层，所述预热管和螺旋管的受热面吸收太阳光辐照温度升高，水经过预热管加热，螺旋管蒸发成为高温蒸汽，当阴天或晚上的时候，所述圆柱桶内的高温蓄热介质释放储存的热量，继续加热螺旋管道中的水。[0013]优选的是，所述的腔式太阳能蒸汽锅炉，所述选择性吸收涂层为黑镍涂层或黑铬涂层。
[0014]优选的是，所述的腔式太阳能蒸汽锅炉，所述预热管是由若干个竖直排列的管道相连通而成。
[0015]优选的是，所述的腔式太阳能蒸汽锅炉，所述高温蓄热介质是熔融盐。
[0016]优选的是，所述的腔式太阳能蒸汽锅炉，通过塔式定日镜集热器聚焦太阳光并使焦斑正对所述炉膛腔体的上开口处。
[0017]优选的是，所述的腔式太阳能蒸汽锅炉，所述驱动电机与所述炉膛的腔体外壁的接口处设置有绝缘保温材料。
[0018]优选的是，所述的腔式太阳能蒸汽锅炉，所述石英玻璃为圆锥型高压熔融石英玻璃，所述驱动电机为双向旋转电机。
[0019]优选的是，所述的腔式太阳能蒸汽锅炉，所述绝缘耐火保温层材料为硅酸铝或陶瓷纤维。
[0020]本发明所述的腔式太阳能蒸汽锅炉，与现有技术相比，一是增加了一个圆柱形桶，该圆柱形桶内部填满了高温蓄热介质，在太阳光辐照低或阴天的时候，高温蓄热介质就会释放其存储的热量加热螺旋管中的水使其转变为蒸汽。二是增加了驱动电机，所述驱动电机能够驱动圆柱形桶旋转，使缠绕在其上面的螺旋管充分受热并使其受热均匀。在驱动电机与炉膛的接口处也设置了绝缘保温材料，保证了炉膛的密封型。三是设置了预热管，其设置在石英玻璃的上方，在水进入炉膛之前，就对其进行预加热，还有就是保护了炉膛的上开口不被烧坏。四是炉膛的上开口处采用透光性极好的石英玻璃密封炉膛，一是减少了内部与外部环境的对流换热损失，又增强了吸热换热效果，达到较少损失的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明所述的腔式太阳能蒸汽锅炉的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0023]如图1所示，本发明提供一种腔式太阳能蒸汽锅炉，包括:
[0024]炉膛1，以腔体式太阳能接收器作为炉膛，炉膛的腔体壁由外层至内层依次为腔体外壁、绝缘耐火保温层和腔体内壁，绝缘耐火保温层可以采用硅酸铝或陶瓷纤维；
[0025]圆柱桶2，其位于所述炉膛腔体内部，所述圆柱桶水平设置且一转轴贯穿所述圆柱桶，所述转轴的两端设置在所述炉膛的腔体侧壁上，转轴的一端嵌入腔体壁内并可旋转，转轴的另一端穿过所述炉膛的腔体侧壁与一驱动电机5相连，所述圆柱桶是由金属材料制成，圆柱桶内腔中填满高温蓄热介质，例如使用熔融盐，可以吸收并储存太阳能热量，所述驱动电机与所述炉膛的腔体外壁的接口处设置有绝缘保温材料，保证炉膛内腔的密封性，驱动电机为双向旋转电机，圆柱形桶旋转能够使缠绕在其上的螺旋管受热均匀。
[0026]石英玻璃3，其设置在所述炉膛腔体的上开口处，石英玻璃为圆锥型高压熔融石英玻璃，通过塔式定日镜集热器聚焦太阳光并使焦斑正对所述炉膛腔体的上开口处，聚焦太阳光能够穿过所述石英玻璃射入所述炉膛腔体中，对炉膛腔体内的圆柱桶及其缠绕在圆柱桶上的螺旋管进行加热；
[0027]预热管4，其设置在所述石英玻璃的上方处，所述预热管的一端通过一管道与水泵相连接，另一端与位于炉膛腔体内的螺旋管相连通，所述预热管是由若干个竖直排列的管道相连通而成，可以为5-10个竖直管道，对要进入炉膛内螺旋管的水先进行预热；
[0028]螺旋管6，其缠绕在所述圆柱桶外壁四周，所述预热管的另一端与所述螺旋管的一端相连通，其中所述圆柱桶在驱动电机的驱使下旋转使所述螺旋管受热均匀，螺旋管内的水由于已经在预热管内加热，所以经过螺旋管后由于继续加热变成高温蒸汽，螺旋管的另一端通向炉膛的外面；
[0029]其中，在所述预热管和螺旋管的外表面上均涂有一层选择性吸收涂层，所述选择性吸收涂层为黑镍涂层或黑铬涂层，所述预热管和螺旋管的受热面吸收太阳光辐照温度升高，进入管道里面的水经过预热管加热，螺旋管蒸发成为高温蒸汽，当阴天或晚上的时候，所述圆柱桶内的高温蓄热介质释放储存的热量，继续加热螺旋管道中的水。
[0030]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【权利要求】
1.一种腔式太阳能蒸汽锅炉，其特征在于，包括: 炉膛，其腔体壁由外层至内层依次为腔体外壁、绝缘耐火保温层和腔体内壁； 圆柱桶，其位于所述炉膛腔体内部，所述圆柱桶水平设置且一转轴贯穿所述圆柱桶，所述转轴的两端设置在所述炉膛的腔体侧壁上，转轴的一端穿过所述炉膛的腔体侧壁与一驱动电机相连，所述圆柱桶是由金属材料制成，圆柱桶内腔中填满高温蓄热介质，吸收并储存太阳能热量； 石英玻璃，其设置在所述炉膛腔体的上开口处，聚焦太阳光穿过所述石英玻璃射入所述炉膛腔体中； 预热管，其设置在所述石英玻璃的上方处，所述预热管的一端通过一管道与水泵相连接; 螺旋管，其缠绕在所述圆柱桶外壁四周，所述预热管的另一端与所述螺旋管的一端相连通，其中所述圆柱桶在驱动电机的驱使下旋转使所述螺旋管受热均匀； 其中，所述预热管和螺旋管的外表面均涂有一层选择性吸收涂层，所述预热管和螺旋管的受热面吸收太阳光辐照温度升高，水经过预热管加热，螺旋管蒸发成为高温蒸汽，当阴天或晚上的时候，所述圆柱桶内的高温蓄热介质释放储存的热量，继续加热螺旋管道中的水。
2.如权利要求1所述的腔式太阳能蒸汽锅炉，其特征在于，所述选择性吸收涂层为黑镍涂层或黑铬涂层。
3.如权利要求2所述的腔式太阳能蒸汽锅炉，其特征在于，所述预热管是由若干个竖直排列的管道相连通而成。
4.如权利要求3所述的腔式太阳能蒸汽锅炉，其特征在于，所述高温蓄热介质是熔融盐。
5.如权利要求4所述的腔式太阳能蒸汽锅炉，其特征在于，通过塔式定日镜集热器聚焦太阳光并使焦斑正对所述炉膛腔体的上开口处。
6.如权利要求5所述的腔式太阳能蒸汽锅炉，其特征在于，所述驱动电机与所述炉膛的腔体外壁的接口处设置有绝缘保温材料。
7.如权利要求1所述的腔式太阳能蒸汽锅炉，其特征在于，所述石英玻璃为圆锥型高压熔融石英玻璃，所述驱动电机为双向旋转电机。
8.如权利要求1所述的腔式太阳能蒸汽锅炉，其特征在于，所述绝缘耐火保温层材料为娃酸招或陶瓷纤维。
【文档编号】F22B1/00GK103727509SQ201310701159
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】伍禄军 申请人:伍禄军