一种应用在高原高寒地区太阳能镜场的防冻装置制造方法
【专利摘要】一种应用在高原高寒地区太阳能镜场的防冻装置，包括重力热管，重力热管依次分为蒸发段、绝热段和冷却段；蒸发段为锥形且外表面机械加工有外螺纹，冷却段外表面焊接有散热翅片，脉动热管的脉动热管冷却段穿过散热翅片的安装孔焊接，脉动热管的脉动热管蒸发段在冷却段内，本发明将传统重力热管和新型高效传热元件—脉动热管相结合的方式，同时采用螺旋定桩技术将防冻装置打入冻土层，有效地将冻土层中的冷量储存在冻土层，且在暖季时冻土层不会融化，提高了冻土的强度和硬度，从而有效解决由于高原高寒地区太阳能镜场地基的融化沉降造成的反光镜跟踪精度误差变大问题，本发明所述防冻装置具有防冻性能优良、结构简单、抗拉拨力强、造价低等优点。
【专利说明】一种应用在高原高寒地区太阳能镜场的防冻装置
【技术领域】
[0001]本发明属于高原高寒地区防冻【技术领域】，特别涉及一种应用在高原高寒地区太阳能镜场的防冻装置。
【背景技术】
[0002]在可再生能源发电领域，太阳能由于具有储量大、分布广等优点近年得到广泛应用，但是我国太阳能资源丰富地区主要分布在西部地区，适合建造太阳能电站(包过光伏电站和光热电站)的地区基本都是西部高原高寒地区，这些地区很多地表层属于多年冻土区，季节的变换及全球变暖使得冻土层的地基融化沉降，从而危害地基的稳定性。而光伏电站需配置大面积采集太阳能的太阳能电池板阵列，光热电站也需建造大面积的太阳能镜场，太阳能镜场的反光镜对跟踪精度要求很高，跟踪精度直接影响光热电站的集热效率，地基的沉降影响反光镜的跟踪精度。所以无论是太阳能电池板阵列还是太阳能镜场，都对地基的稳定性提出很高的要求。冻土层的存在直接危害着路基的稳定性。
[0003]热管具有优良的导热性能、结构简单、运行稳定及温度均匀等特性，在多年冻土地区的公路、铁路、输油管线及水利等工程中，热管被用来冷却地基，防止地基冻融变形，保证冻土地基的稳定。20世纪70年代美国在阿拉斯加输油管线工程中大量地运用了热管解决冻土问题，而在我国青藏铁路上热管技术也被用来地基的防止冻胀和融化沉降。
[0004]现有的热管防冻装置一般都是传统的重力热管，脉动热管是一种新型高效的传热元件，除了具有传统热管的优点，自身还存在无需吸液芯、运行和维护成本低、形状任意弯曲、任意倾角下都有效工作及蒸发段冷却段任意选取等特有长处，本发明所述的一种应用在高原高寒地区太阳能镜场的防冻装置采用传统重力热管和脉动热管相结合的方式。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有热管防冻装置的缺点，本发明的目的在于提供一种应用在高原高寒地区太阳能镜场的防冻装置，采用传统重力热管和脉动热管相结合的方式，可有效解决传统热管防冻装置存在的纵向裂痕，热管长期运行失效，防冻性能下降等问题，具有防冻性能优异、运行寿命长、有效解决纵向裂痕等优点。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
[0007]—种应用在高原高寒地区太阳能镜场的防冻装置，包括重力热管1、脉动热管2和散热翅片3，重力热管I依次分为蒸发段101、绝热段102和冷却段103 ;蒸发段101为锥形且外表面机械加工有外螺纹4，蒸发段101和绝热段102置于冻土层，而重力热管的冷却段103在大气环境中，冷却段103外表面焊接有散热翅片3，脉动热管2的脉动热管冷却段202穿过散热翅片3的安装孔焊接，脉动热管2的脉动热管蒸发段201在冷却段103内。
[0008]所述的重力热管I管材是不锈钢管、低碳钢，管内工质为与管材相容的氨，重力热管I管内抽成真空，真空度为10_2?10_4Pa，所述重力热管I的蒸发段101、绝热段102和冷却段103长度之比最佳比值为4:1:2。[0009]所述的脉动热管2成回路型，管材为铜或不锈钢，管内工质为与管材相容的蒸馏水或氨，脉动热管2管内抽成真空，真空度为10_2?10_4Pa。
[0010]所述的脉动热管2的数量从上往下按层布置，每支脉动热管可根据冷却段的长度分为2层以上，每层并排固定焊接2?6根脉动热管2。
[0011]所述散热翅片3为圆环状，材料为不锈钢板、铝板或铜板，散热翅片3内环焊接在重力热管冷却段103的外表面。
[0012]所述的蒸发段101和绝热段102置于冻土层内最佳倾角范围为45°?90°。
[0013]本发明的有益效果为:
[0014]采用了传统重力热管I和新型高效传热元件脉动热管2相结合的方式，采用了螺旋定桩技术将防冻装置打入冻土层，有效地将冻土层中的冷量储存在冻土层，且在暖季冻土层不会融化，提高了冻土的强度和硬度，从而有效防止太阳能镜场的地基融化沉降。本发明解决了高原高寒地区太阳能镜场的冻土层融化沉降影响反光镜跟踪精度问题，本发明所述防冻装置具有防冻性能优良、结构简单、抗拉拨力强、造价低等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明防冻装置示意图。
[0016]图2为本发明防冻装置冷却段局部示意图；
[0017]图3为本发明的脉动热管2的示意图。
[0018]图中:重力热管一I ;蒸发段一101 ;绝热段一102 ;冷却段一103 ;脉动热管一2 ;脉动热管蒸发段一201 ;脉动热管冷却段一202 ;散热翅片一3,外螺纹一4。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
[0020]一种应用在高原高寒地区太阳能镜场的防冻装置，包括重力热管1、脉动热管2和散热翅片3，重力热管I依次分为蒸发段101、绝热段102和冷却段103 ;蒸发段101为锥形且外表面机械加工有外螺纹4，蒸发段101和绝热段102置于冻土层，而重力热管的冷却段103在大气环境中，冷却段103外表面焊接有散热翅片3，脉动热管2的脉动热管冷却段202穿过散热翅片3的安装孔焊接，也置于大气环境中，脉动热管2的脉动热管蒸发段201在冷却段103内ο
[0021]所述的重力热管I管材是不锈钢管、低碳钢，管内工质为与管材相容的氨，工作温度范围在-60°C?100°C，重力热管I管内抽成真空，真空度为10_2?10_4Pa，所述重力热管I的蒸发段101、绝热段102和冷却段103长度之比最佳比值为4:1:2。
[0022]所述的脉动热管2成回路型，管材为铜或不锈钢，管内工质为与管材相容的蒸馏水、氨，脉动热管2管内抽成真空，真空度为10_2?10_4Pa。
[0023]所述的脉动热管2的数量从上往下按层布置，每支脉动热管分为2层，每层并排固定焊接2根脉动热管2。
[0024]所述散热翅片3为圆环状，材料为不锈钢板、铝板或铜板，散热翅片3内环焊接在重力热管冷却段103的外表面。
[0025]所述的蒸发段101和绝热段102置于冻土层内最佳倾角范围为45°?90°，蒸发段101和绝热段102是以一定倾角通过螺旋定桩技术打入冻土层，防冻性能最佳倾角范围为 45。?90。。
[0026]本发明的工作原理:处于高原高寒地区的太阳能镜场，一年大部分时间内环境温度低于冻土层温度，重力热管I内的工质吸收冻土层中的热量，蒸发成气体，由于重力热管I上下部分存在压差，气体沿着管道从下往上流动至冷却段103。在重力的作用下，油沿着管壁回流到蒸发段101，如此循环往复，从而实现热量的高效传递。传递到冷却段103的热量通过焊接在重力热管冷却段的脉动热管2将热量间接和直接地传递至管外环境中去，间接的是通过散热翅片3散热，直接的是脉动热管2的脉动热管冷却段202散热。脉动热管2的工作原理和传统重力热管的工作原理类似，区别在于脉动热管2不是简单的相变换热，而是通过潜热、相变、膨胀等高效传递热量，脉动热管导热性能是传统热管的数十倍。
[0027]本发明针对我国太阳能资源丰富的高原高寒地区的光热电站太阳能镜场冻土层地基稳定性问题，采用了传统重力热管I和新型高效传热元件脉动热管2相结合的方式，同时采用了螺旋定桩技术将防冻装置打入冻土层，有效地将冻土层中的冷量储存在冻土层，且在暖季冻土层不会融化，提高了冻土的强度和硬度，从而有效防止由于高原高寒地区太阳能镜场地基的融化沉降造成的反光镜跟踪精度误差变大问题。
[0028]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种应用在高原高寒地区太阳能镜场的防冻装置，其特征在于，包括重力热管(I)、脉动热管(2)和散热翅片(3)，重力热管(I)依次分为蒸发段(101)、绝热段(102)和冷却段(103);蒸发段(101)为锥形且外表面机械加工有外螺纹(4)，蒸发段(101)和绝热段(102)置于冻土层，而重力热管的冷却段(103)在大气环境中，冷却段(103)外表面焊接有散热翅片(3)，脉动热管(2)的脉动热管冷却段(202)穿过散热翅片(3)的安装孔焊接，脉动热管(2)的脉动热管蒸发段(201)在冷却段(103)内。
2.根据权利要求1所述的一种应用在高原高寒地区太阳能镜场的防冻装置，其特征在于，所述的重力热管(I)管材是不锈钢管或低碳钢，管内工质为与管材相容的氨，重力热管(I)管内抽成真空，真空度为10_2~10_4Pa，所述重力热管⑴的蒸发段(101)、绝热段(102)和冷却段(103)长度之比最佳比值为4:1:2。
3.根据权利要求1所述的一种应用在高原高寒地区太阳能镜场的防冻装置，其特征在于，所述的脉动热管(2)成回路型，管材为铜或不锈钢，管内工质为与管材相容的蒸馏水、氨，脉动热管⑵管内抽成真空，真空度为10_2~10_4Pa。
4.根据权利要求1所述的一种应用在高原高寒地区太阳能镜场的防冻装置，其特征在于，所述散热翅片3为圆环状，材料为不锈钢板、铝板或铜板，散热翅片3内环焊接在重力热管冷却段(103)的外表面。
5.根据权利要求1所述的一种应用在高原高寒地区太阳能镜场的防冻装置，其特征在于，所述的蒸发段(101)和绝热段(102)置于冻土层内最佳倾角范围为45°~90°。
【文档编号】F24J2/46GK104019567SQ201410214402
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】许世森, 曹传钊, 徐越, 郑建涛, 刘明义, 徐海卫, 刘冠杰, 裴杰 申请人:中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司, 华能集团技术创新中心