一种槽式熔盐光热发电的集热器及其控制方法与流程

本发明涉及光热发电技术技术领域，特别是涉及一种槽式熔盐光热发电的集热器及其控制方法。

背景技术：

光热发电技术，是不同于光伏发电的全新的新能源应用技术。它是一个将太阳能转化为热能，再将热能转化为电能的过程。利用聚光镜等聚热器采集的太阳热能，将传热介质加热到几百度的高温，传热介质经过换热器后产生高温蒸汽，从而带动汽轮机产生电能。此处的传热介质多为导热油与熔盐。通常我们将整个的光热发电系统分成四部分：集热系统、热传输系统、蓄热与热交换系统、发电系统。

集热系统包括聚光装置、接收器、跟踪机构等部件，可以说集热系统是整个光热发电的核心，那么如何控制集热系统更加高效的转化太阳能为热能，就是必须解决的核心问题。

现有的集热器大都只有倾角调节控制机构，缺少一定的反馈机构，如此倾角调节控制精准度差，无法使得太阳能最大限度的转化为热能。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种槽式熔盐光热发电的集热器及其控制方法，具有倾角微调结构和微调方法，可精确的控制集热器的旋转角度，使得最大限度的利用太阳能。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种槽式熔盐光热发电的集热器，包括反射镜、集热管、集热管支架、倾角传感器、镜托、液压系统、驱动塔架、现场就地控制柜和扭矩管；

任一镜托的弧面上装有反射镜，多个镜托依次串联构成集热器的托架结构，托架结构由扭矩管带动旋转，扭矩管由驱动塔架上的液压系统驱动旋转；

集热管通过集热管支架设置在扭矩管上，集热管支架上设有倾角传感器，倾角传感器与现场就地控制柜电连接。

优选的，镜托的底端左右两侧设有固定塔架，托架结构的底端中间部位设有驱动塔架，驱动塔架上设有液压系统、现场就地控制柜。

优选的，所述倾角传感器装配在驱动塔架正上方的集热管支架上。

优选的，任一镜托的中心位置设有带动其旋转的扭矩管，相邻的扭矩管通过法兰盘固定连接，扭矩管可旋转的设置在固定塔架或驱动塔架上，液压系统与驱动扭矩管传动连接。

优选的，所述驱动塔架的顶端设有驱动部件，所述驱动部件上设有第一法兰盘和第二法兰盘，所述第一法兰盘用于装配扭矩管，所述第二法兰盘装配在旋转轴上；

所述液压系统包括液压油箱、电机、泵出口油路分配阀组、换向阀组、平衡阀组、第一油缸、第二油缸、蓄能器和蓄能器出口阀组，第一油缸、第二油缸末端的连接件用于驱动旋转轴，液压油箱上设置有电机和泵出口油路分配阀组，在液压油箱一侧设置有蓄能器，蓄能器的下方设置有蓄能器出口阀组，所述蓄能器出口阀组与泵出口油路分配阀组相连，泵出口油路分配阀组与换向阀组相连，换向阀组与第一油缸、第二油缸分别相连，在液压油箱内设置有双泵系统，一为用于实现油缸的慢速伸缩的柱塞泵，一为用于实现油缸的快速伸缩的齿轮泵，在第一油缸和第二油缸的出口处设置回油阀。

优选的，所述的蓄能器出口阀组与泵出口油路分配阀组之间、泵出口油路分配阀组与换向阀组之间、换向阀组与第一油缸、第二油缸之间均通过液压胶管连接。

本发明的另一方面，还包括一种槽式熔盐光热发电的集热器的控制方法：现场就地控制柜做为集热器动作的控制中枢，液压系统为集热器提供动力，倾角传感器为集热器转动角度提供校准依据；

现场就地控制柜内plc接收dcs控制系统追日角度指令，plc内程序根据逻辑控制液压泵的转速，并开、关相应阀门使液压缸伸缩动作，带动集热器转动，根据倾角传感器反馈回来的角度调整液压系统出力，最终使集热器达到dcs给出的追日角度；

当处于追日状态时，发生断电情况，plc发出散焦指令，液压系统中由蓄能器提供动力，将集热器向追日旋转方向相反方向转动1-3°，使得集热器不在聚焦，避免传热介质过热。

在手动模式下，可调整集热器旋转到-120°～120°之间的任意位置，以便调试或进行维修。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

可根据集热场运行模式，集热器跟踪太阳，通过旋转角度监测反馈，精确控制集热器的旋转角度，最大限度的吸收太阳能转化为热能，将熔盐从290℃加热到550℃。

附图说明

图1所示为本发明实施例的结构示意图。

图2是本发明实施例的驱动塔架的结构示意图。

图3是本发明实施例的液压系统的结构示意图。

图4是本发明实施例的液压系统的作业原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

如图1-4所示，一种槽式熔盐光热发电的集热器，包括反射镜1、集热管2、集热管支架3、倾角传感器4、镜托5、固定塔架6、液压系统7、驱动塔架8、现场就地控制柜9、扭矩管10；

多个镜托5依次串联构成集热器的托架结构，任一镜托5的弧面上装有反射镜1，镜托5的底端左右两侧设有固定塔架6，托架结构的底端中间部位设有驱动塔架8，驱动塔架8上设有液压系统7、现场就地控制柜9；

任一镜托5的中心位置设有带动其旋转的扭矩管10，相邻的扭矩管10通过法兰盘固定连接，液压系统7可驱动扭矩管10旋转，扭矩管10可旋转的设置在固定塔架6或驱动塔架8上；

集热管2通过集热管支架3设置在扭矩管10上，集热管支架3上设有倾角传感器4；

所述驱动塔架8的顶端设有驱动部件11，所述驱动部件11上设有第一法兰盘12和第二法兰盘13，所述第一法兰盘12用于装配扭矩管10，所述第二法兰盘13装配在旋转轴14上；

所述液压系统7包括液压油箱15、电机16、泵出口油路分配阀组17、换向阀组18、平衡阀组19、第一油缸20、第二油缸21、蓄能器22和蓄能器出口阀组23，第一油缸20、第二油缸21末端的连接件用于驱动旋转轴14，液压油箱15上设置有电机16和泵出口油路分配阀组17，在液压油箱一侧设置有蓄能器22，蓄能器22的下方设置有蓄能器出口阀组23，所述蓄能器出口阀组23与泵出口油路分配阀组17相连，泵出口油路分配阀组17与换向阀组18相连，换向阀组18与第一油缸20、第二油缸21分别相连，在液压油箱15内设置有双泵系统，一为用于实现油缸的慢速伸缩的柱塞泵，一为用于实现油缸的快速伸缩的齿轮泵，在第一油缸和第二油缸的出口处设置回油阀。

所述的蓄能器出口阀组23与泵出口油路分配阀组17之间、泵出口油路分配阀组17与换向阀组18之间、换向阀组18与第一油缸20、第二油缸21之间均通过液压胶管24连接。

一种槽式熔盐光热发电的集热器的控制方法：现场就地控制柜做为集热器动作的控制中枢，液压系统为集热器提供动力，倾角传感器为集热器转动角度提供校准依据；

现场就地控制柜内plc接收dcs控制系统追日角度指令，plc内程序根据逻辑控制液压泵的转速，并开、关相应阀门使液压缸伸缩动作，带动集热器转动，根据倾角传感器反馈回来的角度调整液压系统出力，最终使集热器达到dcs给出的追日角度；

当处于追日状态时，发生断电情况，plc发出散焦指令，液压系统中由蓄能器提供动力，将集热器向追日旋转方向相反方向转动1-3°，使得集热器不在聚焦，避免传热介质过热。

在手动模式下，可调整集热器旋转到-120°～120°之间的任意位置，以便调试或进行维修。

液压系统7的工作原理如图所示，液压小泵是柱塞泵25,排量为0.1ml/r，出油依次经泵出口油路分配阀组17、y型机能换向阀26、平衡阀27进入油缸工作腔，柱塞泵25出口油流量由电机转速调节，实时满足进入第一油缸、第二油缸大小腔的进油量，推动旋转轴带动集热器负载运行，实现太阳角度的高精度复现，满足集热器实时聚焦需要。根据转动角度的不同两条油缸作用的方式可分为同推、同拉、一推一拉等三种作用方式，油缸大小腔设回油换向阀(二位二通换向阀29)，保证油缸在死点位置时的受力不发生干涉。油缸进出口油口均设置平衡阀30，保证集热器稳定动作的需要同时满足在停止时位置精度的保持。油缸回油经背压阀、回油过滤器31流回油箱。使回油管路时刻充满油液并满足过滤精度需要。同时设置大泵(齿轮泵28)，排量为3.5ml/r，实现驱动系统的快速定位和紧急情况下的快速动作。泵出口分别设置溢流阀32进行压力设置和保护。为满足驱动系统在断电情况下的散焦动作需要，在油路中设置了蓄能器22,和压力继电器33，继电器实时检测蓄能器出口压力。一旦压力低于设定值，h机能换向阀34开始换向动作，齿轮泵28开始向蓄能器供油，使蓄能器总能保持一定的压力值。蓄能器出口设置常开二位二通电磁换向阀35，在正常工作时此阀关闭，一旦断电油液从蓄能器排出推动油缸动作，满足紧急散焦等动作需要。同时此液压系统设置液位、油温、过滤器阻塞等状态报警，实现安全保护。

下表为液压系统的逻辑动作表：

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。