塔式太阳能吸热器壁温热电偶集热块装置的制作方法

本实用新型涉及太阳能光热发电的技术领域，更具体地讲，涉及一种塔式太阳能吸热器壁温热电偶集热块装置。

背景技术：

塔式光热电站因其具有聚光倍数高、储换热系统简单等优点，在国内外均应用较多。塔式太阳能吸热器采用外表面圆柱式受热面，塔式聚光系统理论温度可达到1000℃以上，吸热器运行时管屏上每平方米能流密度可达兆瓦级，吸热管最高温度可能在700℃以上，吸热管运行温度的高低对吸热器设备安全及管内传热介质能否正常使用均有较大的影响，需要在线监测、控制。

目前，吸热管壁温监测可采用设置于地面的红外热像仪配合相关仪器进行，但是测量结果及精度尚不能尽如人意。

另一种测温方式是在吸热管背光侧安装热电偶装置，但是吸热管背光侧装有较厚的保温材料，该保温层与管屏间存在较大热位移，在吸热器运行过程中，用于监测吸热管后壁温度的热电偶丝需一端固定在管子集热块上并随管屏移动，一端引出保温层，随保温固定且保持安装位置不变。为了保证系统正常运行，可将热电偶丝设计成S弯形，贴吸热管后壁布置，避免吸热器管屏运行错列高热流密度辐射光照射热电偶丝，经讨论分析，考虑到热电偶丝S弯过于理想化，不易实现且难于保证预期效果；或将管子热位移所需余量预留在管平面上，此时又无法避免吸热器管屏运行时漏光对热电偶丝高温烘烤。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型旨在提供一种既能保证吸热管自由胀缩又不影响热电偶连接并且可保证测温可靠、准确的塔式太阳能吸热器壁温热电偶集热块装置。

本实用新型提供了一种塔式太阳能吸热器壁温热电偶集热块装置，所述集热块装置包括固定集热块、滑动集热块、热电偶和热电偶压紧件，所述固定集热块固定安装在吸热管上，所述滑动集热块滑动安装在所述固定集热块上，所述热电偶通过热电偶压紧件固定安装在滑动集热块上，其中，滑动集热块与固定集热块之间能够实现自由相对滑动并且二者能够在滑动过程中始终保持接触状态。

根据本实用新型塔式太阳能吸热器壁温热电偶集热块装置的一个实施例，所述固定集热块的固定侧为与吸热管表面相贴合的内弧面，固定集热块的与所述固定侧相对的滑动侧为具有预设倾斜坡度的滑动平面，固定集热块的两侧开设有沿着固定集热块的长度方向布置的滑动槽。

根据本实用新型塔式太阳能吸热器壁温热电偶集热块装置的一个实施例，所述滑动集热块包括滑槽块、弹性压板和紧固螺纹板，所述滑槽块与固定集热块的滑动槽匹配并且能够实现自由滑动，所述弹性压板的下端弹性支腿与滑槽块连接且上端自由滑动部能够始终压紧所述固定集热块的滑动侧，所述紧固螺纹板设置在弹性压板的上端自由滑动部末端并且设置有螺纹通孔；

根据本实用新型塔式太阳能吸热器壁温热电偶集热块装置的一个实施例，热电偶通过穿过所述紧固螺纹板的热电偶压紧件固定在所述滑动集热块的弹性压板上。

根据本实用新型塔式太阳能吸热器壁温热电偶集热块装置的一个实施例，所述滑动平面的预设倾斜坡度方向与固定集热块的滑动方向相同，所述固定集热块的滑动方向与吸热管的膨胀方向相同。

根据本实用新型塔式太阳能吸热器壁温热电偶集热块装置的一个实施例，所述集热块装置成排或成列地布置在塔式太阳能吸热器的吸热管屏的背光侧，所述吸热管屏的背光侧安装有保温组件，保温组件与吸热管屏的吸热管分别固定，所述集热块装置位于吸热管与保温组件之间，其中，不同排或不同列的集热块装置的预设倾斜坡度方向和预设倾斜坡度角度不同。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1)本实用新型用于吸热管壁温监测，既能保证吸热管自由胀缩又不影响热电偶、保温层，同时又可保证测温可靠、准确。

2)吸热管屏保温和测温装置可设计成固定结构，易于实现吸热器管屏保温、测温模块化设计。

3)测温热电偶随保温组件固定而不产生运行热膨胀，能够避免疲劳破坏延长使用寿命及可靠性。

4)测温热电偶不受吸热管错列漏光影响，运行可靠。

附图说明

图1示出了根据本实用新型示例性实施例的塔式太阳能吸热器壁温热电偶集热块装置的整体安装主视结构示意图。

图2示出了根据本实用新型示例性实施例的塔式太阳能吸热器壁温热电偶集热块装置的整体安装俯视结构示意图。

图3A至图3C分别示出了根据本实用新型示例性实施例的塔式太阳能吸热器壁温热电偶集热块装置的具体安装三视结构示意图。

图4A至图4C分别示出了根据本实用新型示例性实施例的塔式太阳能吸热器壁温热电偶集热块装置中固定集热块的三视结构示意图。

图5A至图5C分别示出了根据本实用新型示例性实施例的塔式太阳能吸热器壁温热电偶集热块装置中滑动集热块的三视结构示意图。

附图标记说明：

100-吸热器管屏、200-集热块装置、300-保温组件；

1-吸热管、2-固定集热块、201-固定侧、202-滑动侧、203-滑动槽、3-滑动集热块、301-滑槽块、302-弹性压板、303-紧固螺纹板、4-热电偶、5-热电偶压紧件、A-吸热管膨胀量。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面对本实用新型的塔式太阳能吸热器壁温热电偶集热块装置进行具体描述和说明。

图1示出了根据本实用新型示例性实施例的塔式太阳能吸热器壁温热电偶集热块装置的整体安装主视结构示意图，图2示出了根据本实用新型示例性实施例的塔式太阳能吸热器壁温热电偶集热块装置的整体安装俯视结构示意图。

如图1和图2所示，所述塔式太阳能吸热器壁温热电偶集热块装置成排或成列地布置在塔式太阳能吸热器的吸热管屏100的背光侧，吸热管屏100的背光侧安装有保温组件300，保温组件300与吸热管屏100的吸热管1分别固定，集热块装置200位于吸热管1与保温组件300之间。其中，吸热器管屏100由若干吸热管1紧密排列成屏，具体需安装集热块装置的测温点位置以及数量由工程设计给出，集热块装置与壁温热电偶的数量一致。

图3A至图3C分别示出了根据本实用新型示例性实施例的塔式太阳能吸热器壁温热电偶集热块装置的具体安装三视结构示意图。

如图3A至图3C所示，根据本实用新型的示例性实施例，所述塔式太阳能吸热器壁温热电偶集热块装置包括固定集热块2、滑动集热块3、热电偶4 和热电偶压紧件5，固定集热块2固定安装在吸热管1上，滑动集热块3滑动安装在固定集热块2上，热电偶4通过热电偶压紧件5固定安装在滑动集热块 3上，其中，滑动集热块3与固定集热块2之间能够实现自由相对滑动并且二者能够在滑动过程中始终保持接触状态，从而保证结构导热良好和温度正常传递，不影响测温效果。

图4A至图4C分别示出了根据本实用新型示例性实施例的塔式太阳能吸热器壁温热电偶集热块装置中固定集热块的三视结构示意图。

如图4A至图4C所示，根据本实用新型的示例性实施例，固定集热块2 的固定侧201为与吸热管1表面相贴合的内弧面，固定集热块2的与所述固定侧201相对的滑动侧202为具有预设倾斜坡度的滑动平面，固定集热块2的两侧开设有沿着固定集热块2的长度方向布置的滑动槽203。

固定集热块2可以通过焊接的方式固定在吸热管1上，固定集热块2的主体优选为长条形，与吸热管1连接的固定侧201依据吸热管1的外径尺寸加工成内弧面，从而方便与吸热管1安装并保证导热可靠。固定集热块2的与固定侧201相对的滑动侧为平面但设有一定斜度，以方便安装、紧固测温元件。

图5A至图5C分别示出了根据本实用新型示例性实施例的塔式太阳能吸热器壁温热电偶集热块装置中滑动集热块的三视结构示意图。

如图5A至图5C所示，根据本实用新型的示例性实施例，滑动集热块3 包括滑槽块301、弹性压板302和紧固螺纹板303，滑槽块301与固定集热块2 的滑动槽203匹配并且能够实现自由滑动，弹性压板302的下端弹性支腿与滑槽块301连接且上端自由滑动部能够始终压紧固定集热块2的滑动侧202，紧固螺纹板303设置在弹性压板302的上端自由滑动部末端并且设置有螺纹通孔，热电偶4通过穿过紧固螺纹板303的热电偶压紧件5固定在滑动集热块3 的弹性压板302上。

安装时，弹性压板302的上部自由滑动部自由压紧固定集热块2的滑动侧，因固定集热块2的滑动侧为预留有预设倾斜坡度的滑动平面，该坡度方向需根据滑动方向而定。具体地，滑动平面的预设倾斜坡度方向与固定集热块2的滑动方向相同，而固定集热块2的滑动方向与吸热管1的膨胀方向相同。

系统运行时，根据吸热管屏100的固定零点与集热块装置200的实际安装位置关系，二者会产生向上或向下的相对位移。图3A至图3C中示出的是以吸热管产生向下位移的情况进行描述，固定集热块2具有预设倾斜坡度的滑动侧与弹性压板302的上部自由滑动部之间的作用能够保证固定集热块2的滑动过程中产生压紧力，例如，当吸热管1向下膨胀时，滑动侧202的预设倾斜坡度方向也向下，则吸热管1与固定集热块2共同产生向下位移时可保证弹性压板 302始终与固定集热块2紧密接触，可保证结构导热良好，不影响测温效果。

根据本实用新型，不同排或不同列的集热块装置200的预设倾斜坡度方向和预设倾斜坡度角度不同，具体可以根据不同位置处的膨胀量和膨胀方向来调整。

在进行塔式太阳能吸热器壁温热电偶集热块装置的安装时，需根据各吸热管的膨胀位移量A确定所安装固定集热块2的长度，先将合适的固定集热块2 预装在塔式太阳能吸热器的吸热管1上，再在现场将滑动集热块3、热电偶4 和热电偶压紧件5与固定集热块2组装形成集热块装置200，滑动集热块3的通过滑槽块301套装在固定集热块2的滑动槽203上，热电偶4通过热电偶压紧件(如压紧螺钉)5和紧固螺纹板303固定在弹性压板302上，这样可将固定集热块2上的温度(热量)传递至热电偶4，温度信号通过补偿导线引出。吸热器运行时，滑动集热块3、固定集热块2可自由相对滑动，通过滑动集热块3上的弹性压板302与固定集热块2上有一定预设倾斜坡度的滑动侧之间的配合来保证两个集热块始终处于接触状态，可保证温度正常传递。

如图3B所示，组装时需根据各吸热管1的膨胀方向和设计测温点基准线确定与设计测温点基准线相距膨胀位移量A的预设膨胀位置，将滑动集热块3、热电偶4和热电偶压紧件5分别预装在各吸热管1的预设膨胀位置处，以保证各吸热管和固定集热块2发生膨胀位移量为A的热膨胀后热电偶4的位置落在设计测温点上，实现有效测量。

其中，根据吸热管1的膨胀方向确定滑动平面的预设倾斜坡度方向并根据膨胀位移量A确定滑动平面的预设倾斜坡度角度。

综上所述，本实用新型用于吸热管壁温监测，既能保证吸热管自由胀缩又不影响热电偶、保温层，同时又可保证测温可靠、准确；吸热管屏保温和测温装置可设计成固定结构，易于实现吸热器管屏保温、测温模块化设计；测温热电偶随保温组件固定而不产生运行热膨胀，能够避免疲劳破坏延长使用寿命及可靠性；测温热电偶不受吸热管错列漏光影响，运行可靠。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。