一种光热发电集热器反射镜片复合材料支架的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种光热发电系统用支架，尤其是涉及一种光热发电集热器反射镜片复合材料支架。
【背景技术】
[0002]在太阳能发电利用方面，目前分为两大技术流派，一种是光伏发电；另一种是光热发电。对于两者的定义，通俗解释则为，光伏发电是利用太阳能电池技术，将光能转变为电能；而光热发电是将太阳能聚集，通过换热装置提供蒸汽，进而驱动汽轮机发电的技术。
[0003]光热发电与光伏相比，光热发电的前景会更好一些，光热发电的储存量和稳定性、连续性以及质量都优于光伏发电；其次，光伏发电虽然是一个新能源产业，但它的上游如多晶硅的生产却存在着污染事实；另外，光热发电更方便和目前国内的电网对接，因为其发电原理和火力发电的原理相似，未来将是火电的最佳替代对象，而光伏发电是利用多晶硅电池等载体把光能转化成电能，这对传统电网的调控能力考验很大。随着光热发电技术的逐步成熟，成本的逐步降低，未来将会全面取代现行的光伏发电方式。未来几年，光热发电行业将会给新能源领域的发展带来又一次质的飞跃。
[0004]现阶段，在光热发电应用方面，最为成熟的有两种类型，一种是槽式光热发电；一种是碟式光热发电。其中，槽式光热发电最为成熟，适用于大规模发电系统，一般一个项目的发电容量达到50MW，目前，国际上已有多个项目成功运行。在国内也已经建成了几个示范性项目。碟式光热发电，一般适用于小型或独立的发电系统，其容量较小，是一种更适合偏远无电地区使用的离网发电系统。目前，国内也建有几个试点项目。
[0005]以上两种型式的光热发电，都是利用反射镜片，将太阳光反射并聚焦后加热介质，产生热量，通过换热器将水加热并产生蒸汽，从而推动汽轮发电机组或斯特林发电机进行发电。在这当中，用于固定反射镜片的构件就是镜片支架。为了保证光热系统的最大效率，反射镜片是通过驱动系统来是随时跟踪太阳并准确聚焦的。这样，反射镜片及系统的重心位置就处在不断的变化当中，而且还要受到外部风载的作用，因此，镜片支架不仅要承受镜片的自重，同时也要承受系统的静载荷、动载荷、风载荷等，受力情况比较复杂，属于光热发电系统中的关键部件之一，而且要保证其使用寿命达到20?25年。同时，由于其使用量很大(50丽项目约需21万只)，因此，其在整个光热系统直接成本中，占比也较大。基于以上因素，光热反射镜片支架必须具有足够的强度、刚性、工艺要相对简单、自重要轻，同时要适合大批量的生产。
[0006]目前，在国外相对比较成熟并且已经成功应用于国内示范项目中的槽式光热反射镜片支架为方管焊接式。这种型式的支架由截面尺寸为30_左右、壁厚为1.5mm的方管，通过预先成型后再进行组对、焊接，最后再进行整体热浸镀锌处理，达到防腐要求。这种型式的反射支架，由于采用的是薄壁方钢管，因此其重量较轻(5.77m开口的槽式反射镜片支架重量约为12kg/件)。同时，焊接也不是很复杂，虽然用人工焊接的话，不适合大批量生产，但如果通过机器人进行焊接，是可以解决大批量生产问题的，因此，这种型式的支架，其制作成本不是很高。但这种支架也有其缺点，一、由于方管要预先成型，一般是工人手工操作，因此其尺寸精度不高。即使采用专用设备进行制作，由于每批次的材料存在成分及性能上的微小差别，也不能保证每一件产品的尺寸精度。二、焊接时，如果是人工焊接，由于焊接工人的操作水平、习惯不同，所焊接出来的成品也会存在一定的差异。如果使用机器人进行焊接，能保证焊接的一致性，但由于预先成型的构件存在一定的差异，虽然可以强行将预先成型的构件装入焊接工装，但焊接后，产品的内部焊接应力是不一样的，支架从焊接工装上卸下后，就会发生不同的变形情况，从而使产品的互换性变差。三、支架焊接完成后还要进行热浸镀锌处理，由于使用的是薄壁方钢管，因此在400多度的镀锌池内，支架会发生较大的变形，从而使最终产品的互换性进一步变差，最后的结果就是在现场装配时，需花大量的人工去进行调整，确保反射镜片支架的各安装节点处于一条直线上，这就增加了现场的施工量，无形中就增加了现场的施工成本。
[0007]近一两年，又出现了一种新型的反射镜片支架，这种支架是用镀锌压延板落料后进行拉伸成型，为整体式，最终不再进行热浸镀锌处理。这种拉伸式的反射镜片支架，由于是整体冲压成型，因此其尺寸一致性较高。另外，由于是采用模具冲压，因此也适合大批量生产。但这种型式的支架，也有其明显的缺点，就拿5.77米开口的槽式光热反射镜片支架来举例，第一、其材料利用率不高，且成品重量较重(相比较方管焊接型支架12kg而言)。首先，原材料为整张矩形镀锌钢板(厚度为1.5mm，重量约为55kg)，第I步用模具进行落料，落料后的坯料重量约为18.5kg，占整张钢板的1/3，即材料利用率约为33%。第二、板材落料、拉伸成型两个主要工序至少各需要一套大型模具，这两套模具的价格非常高，每套的价格都在几百万元左右，而且模具在使用过程中，还要定期进行维修，加工到一定数量或时间后，模具就不能再使用了。这样，模具费用摊消到每个产品上后，产品的成本就增加了很多，再加上产品的材料利用率很低，因此，这种整体冲压拉伸式的光热反射镜片支架其成本比较高。另外，用模具进行落料、拉伸，需配备大型油压机，最低压力也需达到2000多吨，设备投资也比较大。第三、虽然原材料为镀锌钢板，但在落料过程中，切口部分经过剪切，会全部失去镀锌保护层。在拉伸成形过程中，各形状变化较大的地方，由于挤压力较大，会将板材局部表面挤伤，损坏材料表面原有的镀锌层，因此，拉伸完成后，还要进行局部喷涂防腐涂层(为防止变形，不能进行热浸镀锌)。支架安装到现场后，由于其使用环境都在室外，受到风沙、雨雪等侵蚀，这些经过后期补喷防腐涂层的地方往往在I?2年后开始生