专利名称：一种线性聚光器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于太阳能热利用系统中的槽式集热器，尤其涉及线性集热器一槽式集热器，属于太阳能集热设备技术领域。
背景技术：
线性聚光器普遍运用于太阳能槽式聚光光热发电(CSP)。槽式集热器包括线性聚光器，把太阳辐射反射到接收器上，这种接收器称为集热元件(HCE)。集热元件包含表面镀有太阳能选择性吸收涂层的钢管，这种涂层吸收被聚集的太阳辐射，并尽可能少地发射热辐射。与钢管同心安装玻璃管，玻璃管镀有减反射涂层并能抗冷热冲击。在玻璃管和钢管之间通常是闻真空，以减少热损失。线性聚光器一般由数块镀银玻璃板组装而成。这些镀银玻璃板装到一般高8至12米的钢支架上。线性聚光器两端在重心位置固定到轴承上，轴承则固定到支柱上。数个这样的线性聚光器连接成一排，长度在60米到100米之间。在一排的中间位置安装跟踪系统，使聚光器排非常精确地追踪太阳。要降低热损失、提高效率，通过提高聚光率的办法是有可能实现的，但要提高聚光率就要对光学精度进一步提高要求，通常要求精确到0. I度以内。对槽式集热器结构最大的负载是由风造成的分布不均匀的压力，对一排的结构造成巨大的扭矩，这意味着需要用大量的钢材来达到获得必要的光学精度所需的刚度。夜晚和风暴天气时，聚光器排位于休停位置。休停位置是聚光器排处于30度朝下放置。但巨大的表面积仍然造成很大的受力，需要非常坚固的钢结构。在一个太阳能发电场里，这种结构所需要的钢材就占成本的60%，所以减少此部件很重要。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种线性聚光器，以降低其在休停位置时的风载，使集热器能在更高的风速下保持工作，并能可观地减少钢结构所用钢材。本实用新型的技术方案如下一种线性聚光器，包括线性反光板，由许多线性反光板组成聚光器排，其特征在于，所述线性聚光器带有使聚光器排追踪太阳的跟踪装置，所述聚光器排被分成多个区，一区之中的全部或部分反光板被连接到一支扭矩管或桁架上，并包含至少一个可以独立于主跟踪系统之外独立转动的区。进一步的，所述聚光器排包含数个区，每个区都可以独立于主跟踪系统之外独立转动。 进一步的，所述线性聚光器的二次聚光镜位于接收器附近。进一步的，所述聚光器排在高风速时(风速大于14m/s)水平放置，而各区转动到适当的位置，使反射的光线集中到接收器上。进一步的，所述可以独立于主跟踪系统之外独立转动的抛物面区在高风速时水平放置。
]为使集热元件接收器内凝固的导热熔盐重新熔化，其需要的小量热能通过不使用所有区来反射集中能量到接收器上来实现。本实用新型还提供了一种集热元件接收器，在集热元件的内壁上沿内壁轴向固定一个装置，用以使尚凝固的熔盐内核在熔化过程中稳定，这样的装置可以是一个有排孔的不锈钢板。转动巨大的槽式集热器较为费时。当风速达到14m/s时发出风速警报，集热器应转到休停位置，但需耗时10分钟。在这期间风速有可能增加，导致风压增大，这必须要考虑在设计约束条件之内。本实用新型的线性聚光器能极大地降低在休停位置时的风载，能使集热器在更高的风速下保持工作，并能可观地减少钢结构所用钢材。当风载很高时，聚光器排水平放置，所有区都转到水平位置，反射面朝下以保护其不受刮伤，如此能大幅降低风载。当风速较高时，聚光器排水平放置，操作上仍有可能用“菲涅耳集热器模式”。菲涅耳集热器模式下，槽式集热器保持水平，而个体的区绕它们各自的重心转动到适当的位置，使太阳辐射集中到集热元件(HCE)上。当风速较低或减速时，聚光器排跟踪太阳。当风速突然升高，操作者可以选择把某些区平放以减小结构的载荷。本实用新型特别适用于与带二次反光装置，例如在TOSCA中所使用的来配合使用。新系统要求更高的温度，要达到这样的高温，可以采用一种新型导热流体，例如熔盐。但是，备选的熔盐凝固点在80-240摄氏度之间，这种熔盐一旦在集热元件里凝固就很难再将其熔化。由于导热流体没有正确地使集热元件降温，重新将排追踪太阳是很危险的。不均匀受热导致集热元件弯曲变形。当集热元件中炙热的钢管碰到冷的玻璃管，玻璃管会由于热冲击而炸裂，所以缓慢加热集热元件非常重要，以确保集中辐射能更均匀地分布到集热元件周围。要使熔盐重新熔化，要注意缓慢加热集热元件。这可以通过使用有限数量的镜面区反射集中辐射实现，例如只使用右下区反射能量到集热元件上。通过使该区的焦点在二次聚光装置比如在TOSCA中所使用的接受范围内持续移动，将得到更低温、均匀的加热效果。靠近集热元件内壁的熔盐首先熔化。必须固定熔盐尚凝固的内核，使其不分裂成较大的裂块。为达到这个目的，沿集热元件轴向加一个装置，该装置可以用有排孔的不锈钢板制成，熔盐将很好地附着在这块钢板上。很明显，可以使用各种各样的形状和形式，本质都是要是熔盐尚凝固的内核稳定，避免进入到已熔融的熔盐流中而分裂成小块。
图I是对本文中“反光板”、“聚光器”、“区”、“排”的定义示意图。图2是熔盐颗粒熔化过程中的结构示意图。图3是各种模式下聚光器排位置的示意图。
具体实施方式
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以下结合附图，通过具体实施例对本实用新型做进一步描述，但不以任何方式限制本实用新型的范围。本实用新型的线性聚光器，其形状被分成几个区，例如四区。如图I所示，4X4个反光板001及其钢结构支架组成一个聚光器002，图中所示的六个聚光器002组成一排聚光器排，该聚光器排被分成四个区003。一区之中的全部或部分反光板被连接到一支扭矩管或桁架上。在本实施例中，一聚光器排有四个桁架，每一个桁架都连接到一套追踪装置，使桁架和反光镜从主追踪系统独立出来，围绕重心转动。本实施例的线性聚光器采用新型的导热流体——熔盐，在熔化过程中其结构如图2所示，熔盐内核4尚凝固，其外围为已熔化的熔盐5。图3显示了不同风速时各种模式下聚光器排的位置。风速为0-14m/s时为跟踪模 式，聚光器排跟踪太阳；风速为14-21m/s时为菲涅耳模式，聚光器排水平放置，所有区都转到水平位置；风速大于21m/s时为风暴模式。
权利要求1.一种线性聚光器，包括多个线性反光板组成的聚光器排，其特征在于，所述线性聚光器带有使聚光器排追踪太阳的跟踪装置，所述聚光器排被分成多个区，一区之中的全部或部分反光板被连接到一支扭矩管或桁架上，并包含至少一个可以独立于主跟踪系统之外独立转动的区。
2.如权利要求I所述的线性聚光器，其特征在于，所述聚光器排的每个区都是可以独立于主跟踪系统之外独立转动的区。
3.如权利要求I所述的线性聚光器，其特征在于，所述线性聚光器的二次聚光镜位于接收器附近。
专利摘要本实用新型公开了一种线性聚光器，包括由多个线性反光板组成的聚光器排，带有使聚光器排追踪太阳的跟踪装置，所述聚光器排被分成几个区，一区之中的全部或部分反光板被连接到一支扭矩管或桁架上，并包含至少一个可以独立于主跟踪系统之外独立转动的区。该线性聚光器能极大地降低在休停位置时的风载，能使集热器在更高的风速下保持工作，并能可观地减少钢结构所用钢材。
文档编号F24J2/10GK202403423SQ20112049854
公开日2012年8月29日 申请日期2011年12月2日 优先权日2010年12月3日
发明者约翰·文 申请人:康雪慧