一种太阳能热发电吸热器固定装置的制作方法

本发明涉及一种太阳能热发电吸热器的固定装置，属于塔式太阳能热发电吸热器技术领域。

背景技术：

吸热器是塔式太阳能发电系统的核心设备之一。它的作用是将定日镜场反射的高热流密度辐射能转化为传热介质的内能。吸热器一般安装在上百米的吸热塔顶部，由众多的吸热器单元(管屏)组成，每个单元上有几十根吸热管。一台塔式太阳能热发电吸热器在运行过程中，由于启动前后的温差较大，将引起吸热管在竖直方向上具有较大的膨胀。同时，由于吸热器管屏单侧受光，吸热管受光侧和背光侧的膨胀量并不相同，会引起吸热管向外膨胀弯曲，且每根管的膨胀量并不相同。为确保吸热器单元整体具有良好的结构稳定性，保证吸热管始终固定在吸热器支撑架表面，减少吸热管的摆动，目前主要的方式是通过管夹将其固定。

如cn202254403u中技术方案类似，现有管屏内单根吸热管多采用梳形板结构固定，由于梳形板将每根吸热管连成一体，一个管屏内的吸热管只能同时膨胀。由于在塔式太阳能热发电吸热器单元上不同部位的吸热管所接受的太阳能辐照强度和管内传热介质流量并不均匀，会引起每根吸热管在竖直方向上的膨胀量不一致，如采用该种管夹将引起吸热管内产生较大的热应力，容易导致吸热管的变形和损坏。

cn104236143b专利中的技术方案采用单独管夹的形式，在一定程度上避免了不同吸热管膨胀量不同带来的热应力问题，但只能允许吸热管在竖直方向上单侧滑动或不能滑动，可能造成管夹内具有一定的应力，可能导致吸热管的变形和损坏。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种太阳能热发电吸热器的固定装置，可缓解单根或多根吸热管由于受热不均匀产生膨胀而产生的应力，避免因应力可能导致的吸热管变形和损坏。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种太阳能热发电吸热器固定装置，包括转接件、安装轴，所述转接件一端同轴设置有至少一个套管，所述套管为直管件，其尺寸适于同所述安装轴滑动配合，所述安装轴设置有第一限位件和第二限位件，用于限制所述套管在所述安装轴上的滑动行程，所述第一限位件与所述第二限位件间的距离大于所述套管的全长。

进一步地，包括多个套管，所述多个套管分立设置。

进一步地，所述多个套管间的间隙总长度为所述多个套管全长的0.4～0.95。

进一步地，由所述转接件的形状限定了第一端面或端线、第二端面或端线，所述第一端面或端线同所述第二端面或端线平行，所述第一端面或端线用于同吸热管固定连接，所述第二端面或端线用于同所述套管固定连接。

更进一步地，所述转接件还包括细颈段。优选地，所述转接件为“工”字型板材。

更进一步地，所述细颈段设置有通孔。

进一步地，所述第一限位件和第二限位件为固定钢架。

进一步地，所述转接件为板件，所述套管通过在转接件一端卷折成形制得。

进一步地，所述转接件的弯角处设置有倒角。

本发明还提供一种如上述任意一种太阳能热发电吸热器固定装置的安装方法，每根吸热管均同至少一个固定装置的所述转接件固定连接，且吸热管的轴向方向同相应的固定装置的所述套管轴向方向平行。

技术效果

1.本发明提供的技术方案中，固定装置与吸热管连接，相邻吸热管之间没有相互约束，允许不同的吸热管具有不同的膨胀量；

2.本发明提供的技术方案中，销轴上设有轴向的自由膨胀轨道，允许套筒在销轴上沿销轴上下自由滑动，与原有的梳形板结构相比，不会因为固定装置的约束使吸热管和固定装置沿吸热管轴向产生应力变形。

3.不同于传统技术方案中采用单根长套筒的方式，本技术方案中的套筒采用两段或多段组成，在满足应力要求的同时，减少了吸热器沿固定装置方向的导热损失，同时减少了材料使用量，降低了生产成本。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个优选实施例中的装置结构示意图；

图2是本发明的另一个优选实施例中的装置结构示意图。

附图标记：1、吸热管，2、转接件，3、套管，4、安装轴，5、固定钢架；

201、细颈段，202、通孔。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的实施方式的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。附图为原理图或者概念图，各部分厚度与宽度之间的关系，以及各部分之间的比例关系等等，与其实际值并非完全一致。

本实施例提供了一种太阳能热发电吸热器固定装置，包括用于同吸热管1焊接固定的转接件2和安装轴4，转接件2为一整块类“工”字型钢板耳板，采用类“工”字型设计，具有两个平行的端线或端面，即第一端线或端面(左端线)、第二端线或端面(右端线)，分别用于同吸热管1及套管3固定连接。两者互相平行设置，从而使得吸热管1的轴向膨胀位移可以平行地转换为套管3的位移。此外，由于“工”字型设计中部设置有细颈段，即使与之固定的吸热管1产生弯曲，细颈段也将随之产生弹性形变，抵消部分内应力作用。转接件2的弯角处还设置有一定的弧形平滑过渡，用于更好地传递应力，避免转角处产生由热膨胀造成的应力开裂现象。

转接件2右侧通过焊接固定有两个套管3，且套管3及吸热管1均同耳板的板面相切。该套管3为直管件，套管3内径同安装轴4的外径相配合，使得套管3可以套在安装轴4上自由滑动，套管3的热膨胀系数大于等于安装轴4的热膨胀系数，防止温度上升时两者卡死。采用多个套管3的设计同单根套管3相比具有较低的热传递效率，从而减少了吸热器由于热传递带来的导热损失，同时，套管3之间留有间隙，间隙的总长度l为套管3总长度l的1/3，在降低导热损失的同时，减少了材料的使用量，从而降低来了生产成本。

安装轴4的上下两端各通过螺母固定钢架5，即第一限位件和第二限位件，两者之间的距离大于多个套管3的全长l，此设计使得套管3套于安装轴4时，两端留有一定的空隙，从而允许吸热管1带动套筒3在安装轴4上沿安装轴4的轴向自由滑动，因此，不会因为固定装置的约束而使吸热管1和固定装置之间产生轴向的应力变形。

本实施例中还提供了利用上述吸热管1固定装置安装吸热管1的方法，每根吸热管1沿其高度方向设置有多个固定装置，固定装置的具体数量可根据管屏长度以及管子由于膨胀弯曲产生的应力载荷确定，如吸热管1管屏长度为8m，通过边界条件计算出固定装置间距为2m，因此可采用为每根吸热管1配备4个固定装置的方法，以减少吸热管1的摆动，提高吸热管1的稳定性。

本发明的另一个较优实施例中，如图2所示，还可以在“工”字型耳板的细颈段201的中心设置通孔202。当吸热管1由于单侧受光而引起膨胀弯曲现象时，通孔的设置使转接件2同吸热管1的支撑方式变为“桥”状，允许转接件2发生更大的弹性形变，从而防止焊接处或组件本身由于应力集中而产生的变形或损坏现象。

此外，安装轴4为l形销轴，防止安装轴4固定不稳从固定钢架5上滑落，提高了该固定装置的安全性。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。