一种用于熔盐塔式光热电站系统中的防冻堵吸热器及方法与流程

本发明涉及太阳能吸热器研发，尤其涉及一种用于熔盐塔式光热电站系统中的防冻堵吸热器及方法。

背景技术：

1、吸热器，也称为太阳能吸热器，其是熔盐塔式光热电站系统中核心关键设备之一，其是从太阳光中吸收热量，并将其传递给传热介质，通常是熔盐。太阳能吸热器通常位于高塔顶部，接收由数千面定日镜反射并聚焦的太阳辐射，以便将太阳光中的热量传递至传热介质。

2、但是，目前的太阳能吸热器的下部弯管处通常是定日镜无法反射照射的位置，即也可称为无光斑区域。在天气较为寒冷、温度较低的情况下，下弯管内的熔盐极易发生冻堵的现象，进而影响熔盐的流动及无法传递热量，严重影响熔盐塔式光热电站系统的发电。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供了一种用于熔盐塔式光热电站系统中的防冻堵吸热器及方法，其解决了目前的太阳能吸热器在天气较为寒冷、温度较低的情况下，无光斑区域的下弯管内的熔盐极易发生冻堵的现象，进而影响熔盐的流动及无法传递热量，严重影响熔盐塔式光热电站系统的发电的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

5、第一方面，本发明提供一种用于熔盐塔式光热电站系统中的防冻堵吸热器，所述熔盐塔式光热电站系统包括安装于地面上的辅热镜场，所述防冻堵吸热器包括吸热器本体和平面反射镜；所述吸热器本体包括下弯管和吸热管屏，所述下弯管安装于所述吸热器本体底部的内部，所述吸热管屏位于所述下弯管的上方且所述吸热管屏的出口端与所述下弯管的进口端连通；所述平面反射镜安装于所述吸热器本体顶部面向于外界的底壁上，且位于所述辅热镜场的上方，以使其能够接收所述辅热镜场投射的太阳光，所述平面反射镜能够将投射的太阳光反射至所述吸热管屏靠近所述下弯管的位置处，以使所述吸热管屏能够吸收太阳光的热量，并将热量传递至所述下弯管处，以将冻堵在所述下弯管内的结晶熔盐熔化。

6、优选地，所述吸热器本体还包括第一外壳和第二外壳；所述第一外壳位于所述第二外壳的上方且所述吸热管屏位于所述第一外壳和所述第二外壳之间；所述平面反射镜安装于所述第一外壳的底壁上，所述平面反射镜的内壁与所述吸热管屏的外壁贴合，所述平面反射镜的外壁与所述第一外壳的外侧壁齐平；所述下弯管安装于所述第二外壳的内部，所述下弯管的一端与所述吸热管屏连通，另一端与所述第二外壳内的下集箱连通，所述下集箱安装于所述第二外壳的内部底壁上；所述平面反射镜能够将照射在所述辅热镜场上的太阳光反射至所述吸热管屏靠近所述下弯管的位置处。

7、优选地，所述下弯管包括第一管段和第二管段；所述第一管段的一端与所述吸热管屏连通，另一端通过扩径接头与所述第二管段连通，所述扩径接头与所述第一管段连接的一端的管径比所述扩径接头与所述第二管段连接的一端的管径小。

8、优选地，所述扩径接头包括依次连通的第一连接段、扩径段和第二连接段；所述第二连接段的管径与所述第一连接段的管径的比值范围为1.2-1.6。

9、优选地，所述第一连接段和所述第二连接段的长度范围均为10mm-50mm。

10、优选地，所述防冻堵吸热器还包括电伴热装置；所述吸热管屏包括多个吸热管，所述下弯管设有多个，多个所述下弯管一一对应地与多个所述吸热管连通，所述电伴热装置通过钢丝网一一对应地套设于多个所述下弯管的外壁上，用于辅助加热多个所述下弯管内的熔盐。

11、优选地，所述吸热器本体还包括弹性件；所述第一外壳内安装有上集箱，所述上集箱的顶部与所述第一外壳的内部的顶壁连接，所述上集箱的底部通过多个上弯管与所述吸热管屏连通，所述弹性件的底部穿过所述第一外壳与所述上集箱连接。

12、优选地，所述上弯管和所述下弯管均为横向设置的几字形。

13、优选地，所述第一外壳、所述第二外壳和所述吸热管屏的外壁上均设有保温层。

14、第二方面，本发明提供一种防冻堵吸热器的防冻堵方法，包括上述的用于熔盐塔式光热电站系统中的防冻堵吸热器，包括以下步骤：

15、s1：将所述辅热镜场安装于地面上，将所述平面反射镜安装于所述吸热器顶部的底壁上；

16、s2：当所述下弯管内出现冻堵的结晶熔盐时，开启所述辅热镜场，太阳光照射在所述辅热镜场上，所述辅热镜场将太阳光投射在所述平面反射镜上，所述平面反射镜将太阳光反射至所述吸热管屏靠近所述下弯管的位置处，所述吸热管屏吸收太阳光的热量，并将热量传递至所述下弯管处，以利用太阳光的热量将所述下弯管内冻堵的结晶熔盐熔化；

17、s3：待所述下弯管内的结晶熔盐熔化疏通后，关闭所述辅热镜场。

18、(三)有益效果

19、本发明的有益效果是：

20、1、本发明的一种用于熔盐塔式光热电站系统中的防冻堵吸热器及方法，通过设置辅热镜场，并在吸热器本体顶部的底壁上设置平面反射镜，其能够实现当下弯管内的熔盐发生冻堵现象时，由于下弯管处通常是太阳光无法照射的位置，即无光斑区域，因此，辅热镜场能够将投射在其上的太阳光反射至平面反射镜上，进而通过平面反射镜的反射，将太阳光反射至下弯管处，从而实现通过吸热管屏吸收太阳光的热量，并将太阳光的热量传递至下弯管处，以通过太阳光的热量对下弯管内冻堵的结晶熔盐进行熔化，从而避免下弯管内的熔盐发生冻堵的现象，进而避免影响熔盐的流通，从而避免影响发电量。本发明通过设置辅热镜场和平面反射镜，能够使太阳光通过辅热镜场投射在平面反射镜上，进而通过平面反射镜的反射，使太阳光照射在吸热管屏靠近下弯管的位置，吸热管屏吸收太阳光的热量，并将热量传递至下弯管处，以熔化冻堵在下弯管内的结晶熔盐，提高发电量。

21、2、本发明的一种用于熔盐塔式光热电站系统中的防冻堵吸热器及方法，通过将平面反射镜安装于第一外壳的底壁上，并且平面反射镜的内壁与吸热管屏的外壁贴合，平面反射镜的外壁与第一外壳的外侧壁齐平，其能够使平面反射镜最大限度地接收辅热镜场投射过来的太阳光，从而使平面反射镜能够将太阳光的热量更多地照射至吸热管屏上，以将更多的太阳光的热量从吸热管屏上传递至下弯管，提高吸热管屏与下弯管吸收热量的效率，以便冻堵在下弯管内的结晶熔盐能够迅速熔化，以免影响发电量。

22、3、本发明的一种用于熔盐塔式光热电站系统中的防冻堵吸热器及方法，通过设置扩径接头，其能够实现位于第一管段内的熔盐流体能够更顺畅、更多流量地进入第二管段内，提高发电能力。通过将扩径接头分为第一连接段、第二连接段和扩径段，扩径段能够使熔盐流体从第一连接段到第二连接段的过渡更加平滑，降低熔盐流体通过扩径接头时的阻力。第二连接段的管径是第一连接段管径的1.2-1.6倍，其能够减少流体通过接头时的压降，减少湍流现象，使得熔盐流体流动更加平稳。通过将第一连接段和第二连接段的长度范围均设为10mm-50mm，其能够使第一连接段和第二连接段在分别与第一管段和第二管段连接时，连接更稳定。

23、4、本发明的一种用于熔盐塔式光热电站系统中的防冻堵吸热器及方法，通过设置电伴热装置，其能够实现对多个下弯管进行辅助加热，以便在阴天或者气温过于寒冷的情况下，为了保证下弯管内的熔盐不发生冻堵现象，可通过电伴热装置对下弯管进行加热，确保熔盐在任何天气条件下都能保持液态，避免了因冻结导致的堵塞问题，提高了系统的整体可靠性。

24、5、本发明的一种用于熔盐塔式光热电站系统中的防冻堵吸热器及方法，通过设置弹性件，其不仅能够实现上集箱在热膨胀时有一定的位移空间，从而减轻因温度变化引起的热应力，避免上集箱和与其连接的上弯管受到损害，其还具有减振作用，可以减少风力、地震或其他外部因素引起的振动对上集箱和整个系统的不利影响。通过将上弯管和下弯管均设为几字形，其能够减少熔盐流体通过上弯管和下弯管时的湍流现象，使得熔盐流体流动更加平稳，减少熔盐流体在转弯处的速度变化，降低对上弯管和下弯管管壁的冲击和磨损，延长了上弯管和下弯管的使用寿命。

25、6、本发明的一种用于熔盐塔式光热电站系统中的防冻堵吸热器及方法，通过在第一外壳、第二外壳和吸热管屏的外壁上设置保温层，其可以显著减少热能通过外壳向周围环境的散失，以避免上弯管、吸热管屏和下弯管内的熔盐流体发生冻堵现象。