专利名称：高效塔式太阳能热发电双集热系统的制作方法
技术领域：
本发明属于太阳能热发电技术领域，具体涉及一种用于大型定日场的高效塔式太
阳能热发电双集热系统。
背景技术：
太阳能热发电是利用太阳能发电的主要途径之一，其是利用太阳能热发电系统把太阳能聚集起来，将一定的工质加热到较高温度，然后通过热动发电机发电或其他发电技术将其转换成电能。目前，太阳能热发电系统主要有槽式太阳能热动力发电系统、碟式太阳能热发电系统、塔式太阳能热发电系统。在实际应用中，由于槽式太阳能热动力发电系统集热工质温度不高、动力子系统的热效率偏低、初投资较大以及受几何聚光比的制约，限制了它性能上进一步提高和成本上降低；碟式太阳能热发电系统虽然较槽式太阳能热动力发电系统效率上提高，将多个碟式系统组成一个较大的发电系统，但他们原则上仍然是小型系统，不易于大型化，且我国目前还没有适合于碟式太阳能热发电系统的动力机械，因此，其进一步应用也受到了一定限制；塔式太阳能热发电系统也称集中式太阳能热发电系统，与槽式太阳能热动力发电系统和碟式太阳能热发电系统相比，塔式太阳能热发电系统集热温度高、易生产高参数蒸汽且热动效率相较高，因此其应用前景好。 目前，通用的单点集热器塔式集热系统由于在使用中太阳在塔上聚焦的光斑在一天之内呈现大幅度变化，导致聚光光强大幅度波动，而普通球面或平面定日镜无法克服由于太阳运动而产生的像差，同时由于太阳的盘面效应，各个定日镜在中央塔上形成的光斑大小随着它与中心塔的距离增加而线性增长，塔上最后形成的太阳聚焦光斑在一天之内可以随定日镜场的大小从几米变化到几十米之大，因此聚光光强出现大幅度波动，再加上各个定日镜的不同余弦效应，塔式系统的光热转换效率仅为60%左右。尽管目前在一些比较讲究的塔式系统设计中，对不同的定日镜开始采用不同曲率半径的球面，以减小太阳在塔上光斑的尺寸，但光学设计复杂性将大大增加，从而导致制造成本也大幅增长。况且如果将该塔式集热系统用于特大型定日场，获得较高的温度，则必须要加强定日镜的控制技术，这样增加定日镜成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于大型定日场的高效塔式太阳能热发电双集热系统，其结构设计合理且集热效率高，同时能很好克服光斑波动问题。 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种高效塔式太阳能热发电双集热系统，其特征在于该系统包括中心集热塔和分布在所述中心集热塔周围用于获得温度和热量的定日镜场以及用于储蓄热量的蓄热罐，其中，所述中心集热塔的中部和顶部分别设有预吸热器和高温吸热器；所述定日镜场包括单独分布在中心集热塔周围的内定日镜场和外定日镜场；所述蓄热罐通过用于输送工质的管道依次连接高温吸热器和预吸热器。
所述内定日镜场和外定日镜场上分别设置有内定日镜和外定日镜。
所述外定日镜场的面积大于内定日镜场。 本发明与现有技术相比具有以下优点本发明结构设计合理，其将大型定日镜场分为内定日镜场和外定日镜场二个区域，并在定日镜场的中央设有集热塔，且集热塔的中部和顶部分别设有预吸热器和高温吸热器，使得本发明集热效率高，能克服光斑波动问题，并在能很好实现大型定日场集热的同时也节约了成本。 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明定日镜场的结构示意图。
图3为本发明的使用示意图。
附图标记说明 l-外定日镜； 2-内定日镜； 3-中心集热塔； 4-预吸热器； 5-蓄热罐； 6-高温吸热器； 7-管道； 8-内定日镜场； 9-外定日镜场。
具体实施例方式
如图1和图2，本发明一种高效塔式太阳能热发电双集热系统，该系统包括中心集热塔3和分布在中心集热塔3周围用于获得温度和热量的定日镜场以及用于储蓄热量的蓄热罐5，其中，中心集热塔3的中部和顶部分别设有预吸热器4和高温吸热器6 ;定日镜场包括单独分布在中心集热塔3周围的内定日镜场21和外定日镜场18 ;所述蓄热罐5通过用于输送工质的管道7依次连接高温吸热器6和预吸热器4。 在本实施例中，内定日镜场8和外定日镜场9上分别设置有内定日镜2和外定日镜1，且外定日镜场8的面积远大于内定日镜场9。在实际工作中，参照图l和图3，太阳光经过设在内定日镜场8上的内定日镜2和外定日镜场9上的外定日镜1的反射后，外定日镜1将光线反射到中心集热塔3上的高温吸热器6上，内定日镜2将光线反射到中心集热塔3上的预吸热器4上，且由于外定日镜场8的面积远大于内定日镜场9，则高温吸热器6上获得的温度和热量高于预吸热器4 ;与此同时，工质通过泵经管道7进入预吸热器4，在预吸热器4中吸收热量后又经管道7进入高温吸热器6，且在高温吸热器6中吸收热量后通过管道9进入蓄热罐5，最后由储存在蓄热罐7中的高温高压工质用于发电等。
下面结合附图对本发明的工作原理做详细说明 参照图3，在特大型的塔式发电集热系统中，定日镜场分为外定日镜场9和内定日镜场8，根据三角几何学原理和光反射原理，当太阳光线以角度al照射到外定日镜1时，外定日镜1将光线以角度b2反射到高温吸热器6上；对于以角度c3照射到内定日镜2的光线，内定日镜2将光线以角度d4反射到预吸热器4上；对于平行的太阳入射光线，根据光学原理可知角度al和c3大小相等。对于外定日镜场9的外边界定日镜反射角度e5和内边界定日镜反射角度f6，随着外定日镜1边界距离的增大，其反射角度也线性增大；内定日镜场的外边界定日镜反射角度g7和内边界定日镜反射角度h8，同样随着内定日镜2边界距离的增大，其反射角度也线性增大。随着角度的增大内定日镜2和外定日镜1可调节的幅度 均减小，且定日镜在中心集热塔3上形成的光斑大小随着它与中心塔的距离增加而线性增 长。而本发明通过设置外定日镜场和内定日镜场以及一塔双集热器的设计，克服了定日镜 在中心集热塔上形成的光斑大小随它与中心塔之间距离增加而线性增长的问题，且提高了 集热效率，获得更高的温度。因此高效塔式太阳能热发电双集热系统可大规模用于发电技 术中，具有广阔的应用前景。 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明 技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技 术方案的保护范围内。
权利要求
一种高效塔式太阳能热发电双集热系统，其特征在于该系统包括中心集热塔(3)和分布在所述中心集热塔(3)周围用于获得温度和热量的定日镜场以及用于储蓄热量的蓄热罐(5)，其中，所述中心集热塔(3)的中部和顶部分别设有预吸热器(4)和高温吸热器(6)；所述定日镜场包括单独分布在中心集热塔(3)周围的内定日镜场(8)和外定日镜场(9)；所述蓄热罐(5)通过用于输送工质的管道(7)依次连接高温吸热器(6)和预吸热器(4)。
2. 按照权利要求1所述的高效塔式太阳能热发电双集热系统，其特征在于所述内定 日镜场(8)和外定日镜场(9)上分别设置有内定日镜(2)和外定日镜(1)。
3. 按照权利要求1或2所述的高效塔式太阳能热发电双集热系统，其特征在于所述 外定日镜场(9)的面积大于内定日镜场(8)。
全文摘要
本发明公开了一种高效塔式太阳能热发电双集热系统，该系统包括中心集热塔和分布在所述中心集热塔周围用于获得温度和热量的定日镜场以及用于储蓄热量的蓄热罐，其中，所述中心集热塔的中部和顶部分别设有预吸热器和高温吸热器；所述定日镜场包括单独分布在中心集热塔周围的内定日镜场和外定日镜场；所述蓄热罐通过用于输送工质的管道依次连接高温吸热器和预吸热器。本发明结构设计合理且集热效率高，同时能很好克服光斑波动等问题，具有广阔的应用前景。
文档编号F24J2/46GK101726121SQ20091021840
公开日2010年6月9日 申请日期2009年10月20日 优先权日2009年10月20日
发明者王学锋 申请人:西安戴森电子技术有限公司