新型槽式太阳能集热管支架的管卡保温结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型的一种新型槽式太阳能集热管支架的管卡保温结构，包括集热管和用于固定集热管的支架，集热管通过管卡安装在支架上，在管卡和集热管中间设置保温结构，该保温结构为混凝土预制块，所述集热管、支架和管卡均采用钢铁材质，通过增加混凝土材质的保温结构，减少槽式太阳能集热管支架的管卡处的热能浪费，从而提高热能利用率。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型有关一种槽式太阳能集热管支架的管卡结构，特别是一种可以防止热 量散失、具有隔热效果且抗形变能力强的槽式太阳能集热管支架的管卡保温结构。 新型槽式太阳能集热管支架的管卡保温结构
【背景技术】
[0002] 现有的槽式太阳能集热管下部设抛物面反光镜，可用玻璃制作，集热管底部安装 支架，支架支撑着反光镜和集热管，随着太阳的运动，支架跟踪太阳旋转，反光镜对准太阳， 将太阳光聚焦到集热管上，由于玻璃反光镜是抛物面，抛物面具有聚光的性质，将不同方向 的太阳光反射到集热管从而达到收集太阳能的目的。需注意的是，集热管需要高度精确的 安装在抛物面的焦点处，安装的越歪，漏光率越高。
[0003] 上述的集热管一般使用钢管，内用导热油将收集的热量运出，在钢管上安装管卡， 其目的是将集热管与支架相连进行固定，管卡为钢铁材质。如图1的现有结构所示，集热管 1与管卡2直接接触相连，在集热管1收集反射过来的热量时，热量会通过"热油5 -集热 管1 (钢管）一管卡2 (钢铁）一支架3 (钢铁)"传递，热量散发到空气中，导致热能资源的 浪费。
[0004] 一个典型的50丽的光伏场约有500个SCA (太阳集热单元)。每个SCA有36根集 热管，约需要37个支架，那么一个典型的50MW的光伏场约有500X 37=18500个支架，每个 支架都产生热能浪费，且浪费的是300-400°C的高品位热能。虽然单个支架浪费的热能不 多，但是支架总计约18500个，数量庞大，50MW的光伏场设计寿命一般在20年，那么20年下 来，18500个支架的热能浪费累积下来是非常庞大的。
[0005] 而如何避免上述热能的浪费，是目前亟待解决的问题。 实用新型内容
[0006] 本实用新型所解决的技术问题即在提供一种抗形变能力强的槽式太阳能集热管 支架的管卡保温结构，目的在于减少槽式太阳能集热管支架的管卡处的热能浪费。
[0007] 本实用新型所采用的技术手段如下所述。
[0008] 本实用新型的一种新型槽式太阳能集热管支架的管卡保温结构，包括集热管和用 于固定集热管的支架，集热管通过管卡安装在支架上，在管卡和集热管中间设置保温结构， 该保温结构为混凝土预制块。
[0009] 上述保温结构的宽度可与管卡的宽度相同，或保温结构的宽度宽于管卡的宽度。 [0010] 本实用新型所产生的有益效果如下。
[0011] 1、集热管的总体长度长，由于其使用钢铁材质，因此其质量也很大，在使用过程中 要保证保温结构的高强抗压性，基于混凝土的物理性能，即硬度高、抗压性强，在使用时可 保证保温结构不会因时间使用长而发生的变形。
[0012] 2、由于槽式抛物面反光镜与集热管的角度以及距离关系均是经过精确周密的计 算，以达到吸收太阳光热量最佳的角度及距离，而在收集太阳热能时温度往往很高。混凝土 具有很好的耐高温效果和强度，可长时间承受200-1300°C高温作用，即使在高温及长时间 使用的情况下也可以保证不变软，因此保证集热管的位置稳定在抛物面反光镜的焦点处不 发生偏移，与多个管卡尺寸高度精确的保持同轴关系，进一步降低漏光率，保证集热管收集 热能的高效性。
[0013] 3、在实际使用中，钢铁支架的数量多、导热快，通过该保温结构所产生的隔热作 用，可以有效的减少管卡和支架处的热能浪费，提高热能的利用效率
[0014] 4、集热管材质是钢铁，其导热系数为45 W/m · K，而防火耐热混凝土导热系数为 l~3W/m · K，隔热性能提高了 45-15倍，大大减少了管卡处的热量浪费，提高了资源利用率。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1为现有的槽式太阳能集热管支架的管卡结构。
[0016] 图2为本实用新型的新型槽式太阳能集热管支架的管卡保温结构。
【具体实施方式】
[0017] 目前电厂行业常用的保温材料硅酸铝、硅酸钙、岩棉等，容易在温度高时质地变 软，如使用在现有的管卡内部具有抗压强度不足或者不满足温度要求的缺点。
[0018] 在管卡和钢管之间做隔热保温的材料需要满足以下2个条件：1、能在持续高温下 保持性能(集热管里的热油工作温度是300-400°C );2、有很高的抗压强度（>1兆帕)，在集热 管的压力下不能发生变形，一旦发生变形，钢管就会偏离抛物线反光镜的焦点处，因此槽式 太阳能光伏场的集热管对安装精度要求非常高。
[0019] 为了满足上述抗压强度及温度的实际要求，本实用新型在现有的槽式太阳能集热 管结构的基础上增加具有高抗变形能力及耐高温的保温结构。
[0020] 如图2所示，新型槽式太阳能集热管结构包括集热管1和用于固定集热管的支架 3,集热管1通过管卡2安装在支架3上，上述的集热管1、支架3、管卡2材质均采用钢铁。 集热管1内为流动的导热油，温度约为300-400°C，将收集的热能转移到其他设备应用。
[0021] 本实用新型的重点在于，在集热管1和管卡2中间设置保温结构4,该保温结构4 的材料选用尺寸精确的防火耐热的混凝土预制块，混凝土具有很好的隔热保温效果，将混 凝土置于钢铁材质的集热管1和管卡2之间，使得集热管和管卡不直接接触，热量不会到达 导热能力强的钢铁管卡及钢铁支架，可以有效避免集热管1的热量损失。
[0022] 上述保温结构的宽度可与管卡的宽度相同，或保温结构的宽度略宽于管卡的宽 度。
[0023] 在实际使用过程中，保温结构材料使用防火耐热混凝土预制块具有明显的优势。
[0024] 第一，集热管1的总体长度长，由于其使用钢铁材质，因此其质量也很大，在使用 过程中要保证保温结构的高强抗压性，基于混凝土的物理性能，即硬度高、抗压性强，在使 用时可保证保温结构不会因时间使用长而发生的变形。
[0025] 第二，由于槽式抛物面反光镜与集热管的角度以及距离关系均经过精确周密的计 算，以达到吸收太阳光热量最佳的角度及距离，而在收集太阳热能时温度往往很高，而一般 电厂行业常用的保温材料如硅酸铝、硅酸钙、岩棉等，容易在温度高时发生质地变软，从而 导致同一集热管在不用管卡及保温结构中发生不同轴的情况，而混凝土具有很好的隔热保 温效果和强度，可长时间承受200-1300°C高温作用，即使在高温及长时间使用的情况下也 不变软，因此保证集热管的位置稳定在抛物面反光镜的焦点处不发生偏移，与多个管卡尺 寸高度精确的保持同轴关系，进一步降低漏光率，保证集热管收集热能的高效性。
[0026] 由于在实际使用中，钢铁支架的数量多、导热快，通过该保温结构所产生的隔热的 作用，可以有效的减少管卡和支架处的热能浪费，提高热能的利用效率。
[0027] 本实用新型使用混凝土材质的保温结构置于管卡连接集热管和之间，防火耐热混 凝土能长时间承受20(Γ1300?的温度作用，不破坏不丧失其必要的承载能力，并在高温下 保持所需要的物理力学性能的特种混凝土，强度等级为CKTC30,高温强度为3. 5~20 MPa。 另外，防火耐热混凝土已经广泛应用在化工冶金建材等工业领域，但是没有资料记载其应 用于太阳能热能利用及发电领域。
[0028] 集热管材质是钢铁，钢的导热系数45 W/m · K，而防火耐热混凝土导热系数为 l~3W/m · K，隔热性能提高了 45-15倍，大大减少了管卡处的热量浪费，提高了资源利用率。
【权利要求】
1. 一种新型槽式太阳能集热管支架的管卡保温结构，包括集热管和用于固定集热管的 支架，集热管通过管卡安装在支架上，其特征在于，在管卡和集热管中间设置保温结构，该 保温结构为混凝土预制块。
2. 如权利要求1所述的新型槽式太阳能集热管支架的管卡保温结构，其特征在于，所 述保温结构的宽度与管卡的宽度相同。
3. 如权利要求1所述的新型槽式太阳能集热管支架的管卡保温结构，其特征在于，所 述保温结构的宽度宽于管卡的宽度。
【文档编号】F24J2/51GK203908084SQ201420343855
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】任要中, 付媛媛, 胡志, 冯岩 申请人:中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司