专利名称：槽式聚光型热管式太阳能锅炉装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能锅炉装置，特别为一种槽式聚光型热管式太阳能锅炉装置。
背景技术：
随着能源的日趋短缺以及人们对环境的保护意识越来越强，可再生绿色能源越来越受到人们的青睐，而太阳能作为地球上最主要的可再生绿色能源之一首先得到人们的重视，许多的工作人员为太阳能的有效利用作出了不懈的努力，也做出了卓著的贡献，而太阳能热水器就是一个解决人们生活用热水很好的例子。对于目前的太阳能利用，大部分太阳能用来产生热水，太阳能的利用大多局限于低品位能源的应用，一小部分用来光伏发电，其成本昂贵，一般也仅用于较小规模的特种要求的场合，而研究开发一种太阳能锅炉装置，以便于大规模的高品位太阳能利用还是人们的努力方向，如用来产生能源品位较高的蒸汽，可以用来发电、制冷等。在太阳能大规模利用方面也有一些应用的实例，如双循环式槽式聚光太阳能发电，利用传热介质与水的双重循环来实现将太阳能转变为蒸汽能源，但其中的真空管接收器存在着金属与玻璃的焊接难题，使其成本极高，制作难度大，可靠性及寿命存在难以克服的缺陷。在太阳能集热方面也有一些利用热管传递热量的研究，但是目前所涉及的研究内容也仅局限于CPC热管的形式，还没有很好地解决太阳能的高能量聚集以及金属与玻璃管的焊接问题，以至产生的能源品位不高，不能应用于大规模的实际应用。
发明内容
本发明的目的，就是为了解决现有技术的上述缺陷，而提供的一种简单有效的方式解决了大规模太阳能高品位集热中的诸多难题的槽式聚光型热管式太阳能锅炉装置。
本发明的目的可通过以下技术解决方案来实现一种槽式聚光型热管式太阳能锅炉装置，它包括有软水罐、锅炉上水泵、锅炉蒸汽发生器、分汽缸等，它还包括有太阳能聚光集热器，所述的太阳能聚光集热器包括槽式聚光反射板、热管，热管的蒸发段设置在槽式聚光反射板的反射区域内，热管的冷凝段设置在锅炉蒸汽发生器内。
发明的目的还可通过以下技术措施来进一步实现前述的一种槽式聚光型热管式太阳能锅炉装置，其中所述的槽式聚光反射面的横截面的形状为凹槽形，凹槽的内表面为弧形聚光面。
前述的一种槽式聚光型热管式太阳能锅炉装置，其中所述的在热管外部放置双层真空玻璃管，热管设在双层真空玻璃管内。
前述的一种槽式聚光型热管式太阳能锅炉装置，其中所述的在双层真空玻璃管的内管或/和热管的外壁涂覆有对于太阳光线及各种波长的可见光及不可见光都具有高吸率收低发射率涂层。
前述的一种槽式聚光型热管式太阳能锅炉装置，其中所述的在双层真空玻璃管的内管与热管之间填充有液体或固体或可相变传热、蓄热的工作介质层。
前述的一种槽式聚光型热管式太阳能锅炉装置，其中所述的填充在双层真空玻璃管的内管与热管之间的工作介质为导热油、石蜡等各种熔点大于100℃的有机物和低熔点合金等。
前述的一种槽式聚光型热管式太阳能锅炉装置，其中在双层真空玻璃管外侧设置保温层，保温层在槽式聚光反射板的光线投射到热管的位置处设有太阳光线收聚窗，光线可以通过接收窗照射到保温层内部的热管表面。
前述的一种槽式聚光型热管式太阳能锅炉装置，其中在用来吸收并传递聚集太阳光热能的热管外壁上涂覆高吸收率低发射率的吸热涂层，在热管的外部设置保温层，保温层在槽式聚光反射板的光线投射到热管的位置处设有太阳光线收聚窗。
前述的一种槽式聚光型热管式太阳能锅炉装置，其中所述的热管的截面形状为多边形或园形、椭圆形等各种截面形状。
前述的一种槽式聚光型热管式太阳能锅炉装置，其中所述的太阳能聚光器为带有太阳跟踪器的太阳能聚光装置。
本发明的优点在于可以用来发电、制冷以及其它的工业及民用用途。本发明中集成现有成熟工艺的双层真空玻璃管，能够有效地阻止所接收到的太阳能热量向外散失，同时本发明中的结构避免了玻璃与金属的焊接所带来的诸多问题，并在吸收太阳能的热量及传递热量上采用了许多新的方法，进一步改善了从太阳能接收和热量传递的效率。
本发明的目的、优点、和特点，将通过下面优先实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例是参照附图仅作为例子给出的。
图1为本发明系统结构示意图。
图2为本发明太阳能聚光集热器工作原理示意图。
图3为本发明太阳能聚光集热器结构示意图。
图4为本发明太阳能聚光集热器结构又一示意图。
图5为本发明太阳能聚光集热器结构另一示意图。
图6为本发明太阳能聚光集热器结构再一示意图。
具体实施例方式如图1至图6所示，本发明它包括有软水罐1、锅炉上水泵2、锅炉蒸汽发生器6，分汽缸7，太阳能聚光器，所述的太阳能聚光集热器包括槽式聚光反射板9、热管3，热管的吸热段设置在槽式聚光反射板的反射区域内，热管的放热段设在锅炉蒸汽发生器6内。聚光面将太阳光聚集，热管3将聚集的太阳光能量吸收并高效传递到锅炉蒸发器6内产生蒸汽。在热管外部放置双层真空玻璃管5，热管3设在双层真空玻璃管5内。接收聚集太阳光能量的热管外部放置双层真空玻璃管5，用来阻止所接受的聚集太阳光的热量向外散失。在锅炉蒸汽发生器6的外表面设有蒸汽保温层8，所述的槽式聚光反射板9的横截面的形状为凹槽形，凹槽的内表面为弧形聚光面。在双层真空玻璃管5的内管或/和热管的外壁涂覆设有对于太阳光线及各种波长的可见光及不可见光都具有高吸率收低发射率涂层12。用双层真空玻璃管的内管或热管吸收太阳能的热量。而在热管蒸发段的外部涂覆高吸收率低发射率的吸热涂层，由热管表面直接接收聚集太阳光的热量，而由双层真空玻璃管5阻止所接收的热量的向外散失。在双层真空玻璃管的内管与热管之间填充有液体或固体或可相变传热、蓄热的工作介质层。所述的工作介质为导热油、石蜡、低熔点合金等。内管带吸热涂层的双层真空玻璃管与用来传递热量的热管之间填充液体或固体或可相变传热、蓄热介质，用来改善具有吸收太阳光热能的双层真空玻璃管内管与传递热量的热管之间的热量传导。在双层真空玻璃管5与热管之间填充具有高吸收率低发射率的介质，由介质来接收聚集太阳光能量，并将热量传递给热管，热管再将热量传递到锅炉的蒸汽发生器内产生蒸汽。在双层真空玻璃管外侧设置保温层10，保温层10在槽式聚光反射板的光线投射到热管的位置处设有太阳光线收聚窗13。
本发明还涉及到太阳能锅炉中热管可制成各种截面形状以及在热管表面加翅片，以及将热管制成分离式热管及其它结构形式的热管。本发明中所涉及的热管管壳材料包括碳钢、铝材、铜、不锈钢等多种金属材质及非金属材质。所述的热管的截面形状为多边形或园形、椭圆形等多种几何形状的截面。所述的太阳能聚光集热器为带有太阳跟踪器的太阳能聚光装置。太阳跟踪器的探测元件11为光敏元件。
实施例本发明在具体实施过程中，其中在用来吸收并传递聚集太阳光热能的热管3外壁上涂覆高吸收率低发射率的吸热涂层12，在热管的外部设置保温层10，保温层10在槽式聚光反射板的光线投射到热管的位置处设有太阳光线收聚窗13。在用来吸收并传递聚集太阳光热能的热管吸热段外壁涂覆高吸收率低发射率的吸热涂层，用热管壁直接接收聚集太阳光线的能量，同时在热管的外部设置保温层10，保温层10在槽式聚光光线投射到热管的位置开制或预留一长条光线收聚窗13，让聚集光线能够直接照射到热管的表面，而其余部位的保温层则用来阻止所接收的太阳光热量向外散失；亦可在双层真空玻璃管外侧设置上述保温结构。
本发明涉及一种槽式聚光型热管式太阳能锅炉，利用槽式聚光器将太阳光的能量集聚起来，再通过具有极高传热性能的热管将热量传递至锅炉蒸汽发生器中产生各种压力的蒸汽，从而实现将太阳能高效地转化为蒸汽热能。本发明还涉及在热管的吸热端外放置双层真空玻璃管，有效地阻止其所接收的太阳能热量向周围环境的散失；本发明还涉及采用导热、蓄热介质，将现有双层真空管式集热管结构形式中内管所捕集到的太阳能的热量有效地传递给热管管壁，热管再将热量迅速地传递至蒸汽发生器内产生蒸汽。本发明还涉及直接在热管的管壁外部涂覆高吸收率低发射率的涂层，在热管吸热端(吸收太阳能的部位)的外部安置高透光性的双层真空玻璃管，经过聚光后的太阳光线透过玻璃管投射到热管表面，由热管表面将太阳能的热量直接吸收并传递至锅炉蒸发器中产生蒸汽，而双层真空玻璃管则有效地阻止热管的热量散失。本发明还涉及到在热管的外壁上涂上高吸收率低发射率的吸收涂层，在热管的整个吸热部分包上保温层，只在聚光太阳光照射到热管的相应位置在保温层上开制或预留窗口，让聚集的太阳光能通过窗口照射到热管壁上，而没有开窗部分的保温材料能有效地阻止整个热管蒸发段的热量损失，涂在热管吸热端外表面的涂层可以有效地降低到达热管表面的热量向外部幅射，从而提高太阳能的接收效率；本发明还涉及到在双层真空玻璃管和热管之间填充高吸收率的传热、蓄热介质，聚集的太阳光透过双层真空玻璃管直接照射到具有高吸收率的传热蓄热介质上，而不在双层真空玻璃管及热管的外表面涂装高吸收率低发射率的吸收涂层。本发明还涉及到太阳能锅炉中热管制各种截面形状以及在热管表面加翅片，以及将热管制成分离式热管及其它结构形式的热管。本发明中所涉及的热管管壳材料包括碳钢、铝材、铜、不锈钢等多种金属材质及非金属材质。本发明还涉及集成使用带有太阳跟踪器的槽式聚光器以及其它形式的太阳能聚光装置。
本发明主要包括槽式聚光器、热管、双层真空玻璃管或保温层。系统另外还包括聚光器太阳跟踪装置、锅炉的水处理及上水子系统，蒸汽的安全子系统及汇集子系统等。利用槽式聚光器，将热流密度相对较低的太阳光集聚，使太阳能能源的品位大大提高，利用热管的高效传热性能将收集到的太阳能热能迅速有效地传递至锅炉的蒸汽发生器内，从而能够产生高品位的通用蒸汽能源。双层真空玻璃管或保温层能够有效地阻止收集到的太阳能热能向外散失。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
权利要求
1.一种槽式聚光型热管式太阳能锅炉装置，它包括有软水罐、锅炉上水泵、锅炉蒸汽发生器、分汽缸，其特征在于它还包括有太阳能聚光集热器，所述的太阳能聚光集热器包括槽式聚光反射板、热管，热管的蒸发段设置在槽式聚光反射板的反射区域内，热管的冷凝段设在锅炉蒸汽发生器内。
2.根据权利要求1所述的一种槽式聚光型热管式太阳能锅炉装置，其特征在于所述的槽式聚光反射面的横截面的形状为凹槽形，凹槽的内表面为弧形聚光面。
3.根据权利要求1或2所述的一种槽式聚光型热管式太阳能锅炉装置，其特征在于在热管外部放置双层真空玻璃管，热管设在双层真空玻璃管内。
4.根据权利要求3所述的一种槽式聚光型热管式太阳能锅炉装置，其特征在于在双层真空玻璃管的内管或/和热管的外壁涂覆有对于太阳光线及各种波长的可见光及不可见光都具有高吸率收低发射率涂层。
5.根据权利要求4所述的一种槽式聚光型热管式太阳能锅炉装置，其特征在于在双层真空玻璃管的内管与热管之间填充有液体或固体或可相变传热、蓄热的工作介质层。
6.根据权利要求5所述的一种槽式聚光型热管式太阳能锅炉装置，其特征在于所述的填充在双层真空玻璃管的内管与热管之间的工作介质为熔点大于100℃的各种有机物和低熔点合金。
7.根据权利要求4所述的一种槽式聚光型热管式太阳能锅炉装置，其特征在于在双层真空玻璃管外侧设置保温层，保温层在槽式聚光反射板的光线投射到热管的位置处设有太阳光线收聚窗。
8.根据权利要求1或2所述的一种槽式聚光型热管式太阳能锅炉装置，其特征在于在用来吸收并传递聚集太阳光热能的热管外壁上涂覆高吸收率低发射率的吸热涂层，在热管的外部设置保温层，保温层在槽式聚光反射板的反射光线投射到热管的位置处设有太阳光线收聚窗。
9.根据权利要求1所述的一种槽式聚光型热管式太阳能锅炉装置，其特征在于所述的热管的截面形状为多边形或圆形、椭圆形。
10.根据权利要求1所述的一种槽式聚光型热管式太阳能锅炉装置，其特征在于所述的太阳能聚光器为带有太阳跟踪器的太阳能聚光装置。
全文摘要
本发明涉及一种太阳能锅炉装置，特别为一种槽式聚光型热管式太阳能锅炉装置，它包括有软水罐、锅炉上水泵、锅炉蒸汽发生器、分汽缸等，它还包括有太阳能聚光集热器，所述的太阳能聚光集热器包括槽式聚光反射板、热管，热管的蒸发段设置在槽式聚光反射板的反射区域内，热管的冷凝段设在锅炉蒸汽发生器内。本发明的优点在于可以用来发电、制冷以及其它的工业及民用用途。本发明中集成现有成熟工艺的双层真空玻璃管，能够有效地阻止所接收到的太阳能热量向外散失，同时本发明中的结构避免了玻璃与金属的焊接所带来的诸多问题，并在吸收太阳能的热量及传递热量上采用了许多新的方法，进一步改善了从太阳能接收和热量传递的效率。
文档编号F24J2/32GK101071002SQ200610040139
公开日2007年11月14日 申请日期2006年5月9日 优先权日2006年5月9日
发明者朱跃钊, 蒋金柱 申请人:南京工业大学