一種網(wǎng)架型槽式聚光器支撐裝置制造方法
【專利摘要】一種網(wǎng)架型槽式聚光器支撐裝置，包括單列支架、上弦桿連接桿件組（5）、下弦桿連接桿件組（6）、鋼板（8）和格構(gòu)柱（9）；單列支架為槽式聚光器反射鏡的每一縱向子鏡列的支撐支架；多個單列支架通過上弦桿連接桿件組（5）和下弦桿連接桿件組（6）的連接構(gòu)成整體支架；所述的鋼板（8）為兩塊梯形鋼板，分別位于整體支架的兩端，與整體支架兩端的上弦桿連接桿組和下弦桿連接桿組的弦桿連接桿件焊接成一體；所述的格構(gòu)柱（9）為多根桿件組裝為一體的兩個格構(gòu)式立柱，分別位于所述鋼板的外側(cè)。
【專利說明】一種網(wǎng)架型槽式聚光器支撐裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽能熱發(fā)電設(shè)備的槽式聚光器支撐裝置，特別涉及一種單向受力的網(wǎng)架型槽式聚光器支撐裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]槽式太陽能熱發(fā)電是目前全球商業(yè)化運行電站中占比最多的技術(shù)。槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)采用向一個方向彎曲的拋物線型槽式反射鏡面將太陽光聚焦到位于焦線的吸熱管上，使管內(nèi)的傳熱工質(zhì)(油或水)加熱至一定溫度，然后經(jīng)熱交換器產(chǎn)生蒸汽，為熱發(fā)電、海水淡化、空調(diào)和工業(yè)生產(chǎn)等提供熱能。槽式聚光器包括反射鏡、吸熱管、驅(qū)動控制裝置和支撐裝置。目前，主要存在兩種形式的槽式聚光器支撐裝置:一種是空間桁架結(jié)構(gòu)，如W02011/011728和US2011/0094502，該支撐結(jié)構(gòu)由許多桿件連接成一個連續(xù)的呈空間結(jié)構(gòu)的支撐裝置。一種是由中央主梁和支臂組合而成的支撐結(jié)構(gòu)，比較有代表性的是DE202010001474和DE102009039021公開的扭矩管加支臂和W02011/154567和US2013/0141807公開的扭矩箱加支臂兩種形式。在相同用鋼量的條件下，扭矩箱結(jié)構(gòu)比扭矩管結(jié)構(gòu)具有更大的抗扭剛度，但是扭矩箱結(jié)構(gòu)的用鋼量仍然較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的用鋼量相對較大的缺點，提供一種單向受力的網(wǎng)架型槽式聚光器支撐裝置。本發(fā)明的網(wǎng)架支撐裝置沿跨度方向布置，為超靜定空間結(jié)構(gòu)，在跨度方向具有極大的抗扭剛度；在低用鋼量的基礎(chǔ)上，能夠保證整個聚光器系統(tǒng)的30年有效使用壽命；并且這種支撐裝置的桿件加工簡單，成本低，安裝便利，能夠保證反射鏡面型精度。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]本發(fā)明槽式聚光器支撐裝置包括單列支架、上弦桿連接桿件組、下弦桿連接桿件組、鋼板和格構(gòu)柱。
[0006]單列支架為槽式聚光器反射鏡的每一縱向子鏡列的支撐支架。多個單列支架通過上弦桿連接桿件組和下弦桿連接桿件組的連接構(gòu)成整體支架。所述的鋼板為兩塊梯形鋼板，分別位于整體支架的兩端，與整體支架兩端的上弦桿連接桿和下弦桿連接桿焊接成一體。所述的格構(gòu)柱為多根桿件組裝為一體的兩個格構(gòu)式立柱，分別位于所述鋼板的外側(cè)。
[0007]所述的單列支架包括鏡面連接桿件組、上弦桿件組、腹桿件組、下弦桿件組和球節(jié)點。所述的鏡面連接桿件組由多根鏡面連接桿組成，鏡面連接桿的作用是將反射鏡的子鏡固定連接在聚光器支撐裝置上。鏡面連接桿的一端支撐在反射鏡子鏡鏡面上，采用膠粘連接方式，另一端與上弦桿件組的桿件連接，采用鉚接、焊接或螺栓連接方式。所述的上弦桿件組是由多根上弦桿組裝成的曲面桁架，所述的曲面桁架的曲面斜率與反射鏡的拋物面斜率相等，從而使得所述的上弦桿件組能夠與反射鏡在同一曲面中通過鏡面連接桿進行多點支撐連接。所述的腹桿件組是由多根腹桿組成，所述的下弦桿件組是由I根下弦桿組成。多根腹桿的一端連接在下弦桿的端部，在此連接點位置處安裝有薄壁空心鋼球體，腹桿的另一端連接在上弦桿的桿件交點位置，所述的腹桿位于上弦桿和下弦桿之間，腹桿的作用是使得上弦桿、下弦桿和腹桿共同連接成一個空間結(jié)構(gòu)受力整體，便于合理傳遞和承受反射鏡面承受的風壓荷載，連接方式采用用鉚接、焊接或螺栓連接。所述的下弦桿的兩端分別連接位于腹桿、下弦桿和下弦桿連接桿的交點位置的上下兩個球節(jié)點。所述的球節(jié)點為薄壁空心鋼球體，用于將腹桿、下弦桿和下弦桿連接桿連接為一體，增大連接點的剛度和強度，連接方式為焊接或螺栓連接。
[0008]所述的上弦桿連接桿件組和下弦桿連接桿件組均由多根弦桿連接桿件組成。上弦桿連接桿件組用于將各個單列支架的上弦桿連接為一體，下弦桿連接桿件組將各個單列支架的下弦桿連接為一體，上弦桿連接桿件組和下弦桿連接桿件組的作用是連接各個單列支架，由多個單列支架共同構(gòu)成整體支架。
[0009]所述的鋼板為兩塊梯形鋼板，分別位于整體支架的兩端，與整體支架兩端的上弦桿連接桿和下弦桿連接桿焊接成一體。
[0010]所述的格構(gòu)柱為多根桿件組裝為一體的兩個格構(gòu)式立柱，分別位于所述鋼板的外偵牝所述的格構(gòu)柱上端安裝有液壓驅(qū)動控制裝置，液壓驅(qū)動控制裝置同所述鋼板進行連接，連接方式為鉚接、焊接或螺栓連接，從而將液壓驅(qū)動控制裝置同整體支架連接為一體，整個聚光器系統(tǒng)通過液壓驅(qū)動控制裝置的驅(qū)動，帶動整體支架及其支撐的反射鏡的俯仰對日單軸跟蹤旋轉(zhuǎn)。
[0011]所述的桿件均是截面閉合或截面非閉合的鋼結(jié)構(gòu)薄壁件。所述的桿件、球節(jié)點和鋼板均進行了表面熱鍍鋅處理。
[0012]本發(fā)明具有如下特點:
[0013]第一，槽式聚光器所具有的開口尺寸相對小:2.5米到7.5米，跨度尺寸相對大:50米到240米，為跨度尺寸遠大于反射鏡開口尺寸的結(jié)構(gòu)型體，為沿跨度方向受力和傳力的結(jié)構(gòu)，主要受到風荷載導(dǎo)致的扭矩作用，針對這些特點，本發(fā)明采用單向受力的網(wǎng)架型結(jié)構(gòu)體系，沿跨度方向布置，為超靜定空間結(jié)構(gòu)，在跨度方向具有極大的抗扭剛度，能夠保證大風下的槽式聚光器的正常工作，并且能最大限度地節(jié)省用鋼量。
[0014]第二，所有桿件表面均進行了表面熱鍍鋅的防腐處理，為常規(guī)的截面閉合或截面非閉合的型鋼薄壁件，其中上弦桿根據(jù)反射鏡的拋物線曲率進行了彎制；桿件連接可采用鉚接、焊接或螺栓連接方式。對于大規(guī)模聚光器場來說，具備了桿件加工簡便，桿件安裝便利的特點，進而能夠極大縮短聚光器場的加工和安裝工期。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是槽式聚光器支撐裝置的結(jié)構(gòu)三維示意圖；
[0016]圖2是槽式聚光器支撐裝置的結(jié)構(gòu)后視圖；
[0017]圖3是槽式聚光器支撐裝置的結(jié)構(gòu)左視圖；
[0018]圖4是單列支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5是單列支架的鏡面連接桿件組和上弦桿件組的示意圖；
[0020]圖6是單列支架的腹桿件組和下弦桿件組和球節(jié)點的位置關(guān)系示意圖；
[0021]圖7是整體支架的結(jié)構(gòu)示意圖；[0022]圖8是上弦桿連接桿和下弦桿連接桿的組合示意圖；
[0023]圖中:1鏡面連接桿件組、2上弦桿件組、3腹桿件組、4下弦桿件組、5上弦桿連接桿件組、6下弦桿連接桿件組、7球節(jié)點、8鋼板、9格構(gòu)柱、10反射鏡、11液壓驅(qū)動控制裝置、12上弦桿件組的直桿、13上弦桿件組的彎桿。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步說明。
[0025]本發(fā)明實施例是槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中的網(wǎng)架型槽式聚光器支撐裝置。
[0026]本發(fā)明實施例的整體結(jié)構(gòu)如圖1、圖2和圖3所示。槽式聚光器支撐裝置包括單列支架、上弦桿連接桿件組5、下弦桿連接桿件組6、鋼板8和格構(gòu)柱9。7個單列支架通過上弦桿連接桿件組5和下弦桿連接桿件組6的連接構(gòu)成整體支架。所述的鋼板8為兩塊梯形鋼板，分別位于整體支架的兩端，與整體支架兩端的上弦桿連接桿組和下弦桿連接桿組的弦桿連接桿件焊接成一體。所述的格構(gòu)柱9為20根桿件組裝為一體的兩個格構(gòu)式立柱，分別位于所述鋼板8的外側(cè)。
[0027]單列支架為反射鏡10的每一縱向子鏡列的支撐支架。所述的反射鏡10的子鏡呈矩陣排列，根據(jù)各自面型的不同，定位在矩陣的不同位置，共同排列成完整的拋物面曲面，即反射鏡面；并且通過鏡面連接桿件組I的點支撐連接，將反射鏡10的各個子鏡與聚光器支撐裝置連接為一體。
[0028]單列支架包括鏡面連接桿件組1、上弦桿件組2、腹桿件組3、下弦桿件組4和球節(jié)點7。所述的上弦桿件組2是由20根上弦桿組裝成的曲面桁架，包括12根構(gòu)成三角形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的直桿12和8根彎制成拋物線曲線的彎桿13，12根直桿12分別用于將縱向的每一個子鏡上的3根鏡面連接桿進行相互之間的連接，構(gòu)成4個三角形網(wǎng)格，從而加強單個子鏡的抗風剛度，8根彎桿13的曲線斜率與反射鏡的拋物面斜率是相等的，用于將縱向各個子鏡的鏡面連接桿進行相互之間的縱向連接，從而將縱向各個子鏡連接為一體，加強縱向子鏡列的抗風剛度，所述的上弦桿件組成的曲面桁架能夠與反射鏡在同一拋物曲面中通過鏡面連接桿進行多點支撐連接。所述的腹桿件組3是由8根腹桿組成，腹桿的一端連接在下弦桿的端部，在此連接點位置處安裝有薄壁空心鋼球體，腹桿的另一端連接在上弦桿的桿件交點位置，所述的腹桿位于上弦桿和下弦桿之間，它的作用是使得上弦桿、下弦桿和腹桿共同連接成一個空間結(jié)構(gòu)受力整體。所述的下弦桿件組4是由I根下弦桿組成，它的兩端分別連接位于腹桿、下弦桿和下弦桿連接桿的交點位置的上下兩個球節(jié)點7。所述的球節(jié)點7為薄壁空心鋼球體，用于將腹桿和下弦桿和下弦桿連接桿連接為一體。
[0029]由鏡面連接桿件組1、上弦桿件組2、腹桿件組3、下弦桿件組4和球節(jié)點7共同構(gòu)成的單列支架的結(jié)構(gòu)如圖4所示；其中，單列支架的鏡面連接桿件組I和上弦桿件組2的連接方式如圖5所示，單列支架的腹桿件組和下弦桿件組和球節(jié)點的位置關(guān)系如圖6所示。
[0030]所述的上弦桿連接桿件組5用于連接各個單列支架的上弦桿件組2，下弦桿連接桿件組6用于連接各個單列支架的上下弦桿件組4，從而將7個單列支架連接成一體的整體支架，如圖7所示。圖8所示為上弦桿連接桿件組5和下弦桿連接桿件組6的組合示意圖。
[0031]所述的鋼板8為兩塊梯形鋼板，分別位于整體支架的兩端，與整體支架兩端的上弦桿連接桿和下弦桿連接桿焊接成一體。所述的格構(gòu)柱9分別為20根桿件組裝為一體的兩個格構(gòu)式立柱，兩個格構(gòu)式立柱分別位于所述鋼板8的外側(cè)。所述的格構(gòu)柱9上端安裝有液壓驅(qū)動控制裝置11，液壓驅(qū)動控制裝置11同所述鋼板8進行連接，從而將液壓驅(qū)動控制裝置11同整體支架連接為一體，整個聚光器系統(tǒng)通過液壓驅(qū)動控制裝置11的驅(qū)動，帶動整體支架及其支撐的反射鏡10的俯仰對日單軸跟蹤旋轉(zhuǎn)。
[0032]槽式聚光器的跨度尺寸遠遠大于其開口尺寸，為典型的跨度方向的單向受力結(jié)構(gòu)，因此，結(jié)構(gòu)型體沿跨度方向的剛度應(yīng)遠遠大于其沿開口方向的剛度，本發(fā)明的單向受力的網(wǎng)架支撐正是滿足上述條件的結(jié)構(gòu)型體。
【權(quán)利要求】
1.一種網(wǎng)架型槽式聚光器支撐裝置，其特征在于:所述的支撐裝置包括單列支架、上弦桿連接桿件組(5)、下弦桿連接桿件組(6)、鋼板(8)和格構(gòu)柱(9);單列支架為槽式聚光器反射鏡的每一縱向子鏡列的支撐支架；多個單列支架通過上弦桿連接桿件組(5)和下弦桿連接桿件組(6)的連接構(gòu)成整體支架；所述的鋼板(8)為兩塊梯形鋼板，分別位于整體支架的兩端，與整體支架兩端的上弦桿連接桿組和下弦桿連接桿組的弦桿連接桿件焊接成一體；所述的格構(gòu)柱(9)為多根桿件組裝為一體的兩個格構(gòu)式立柱，分別位于所述鋼板的外側(cè)。
2.按照權(quán)利要求1所述的網(wǎng)架型槽式聚光器支撐裝置，其特征在于:所述的單列支架包括鏡面連接桿件組(I)、上弦桿件組(2 )、腹桿件組(3 )、下弦桿件組(4)和球節(jié)點(7 );所述的鏡面連接桿件組(I)由多根鏡面連接桿組成，鏡面連接桿將反射鏡的子鏡固定連接在所述的聚光器支撐裝置上；鏡面連接桿的一端支撐在反射鏡子鏡鏡面上，另一端與上弦桿件組的桿件連接；所述的上弦桿件組(2)是由多根上弦桿組裝成的曲面桁架，所述的曲面桁架的曲面斜率與反射鏡(10)的拋物面斜率相等；所述的腹桿件組(3)由多根腹桿組成，所述的下弦桿件組(4)是由I根下弦桿組成；多根腹桿的一端連接在下弦桿的端部，在此連接點位置處安裝有薄壁空心鋼球體，腹桿的另一端連接在上弦桿的桿件交點位置，所述的腹桿位于上弦桿和下弦桿之間；腹桿的作用是使得上弦桿、下弦桿和腹桿共同連接成一個空間結(jié)構(gòu)受力整體；所述的下弦桿的兩端分別連接位于腹桿、下弦桿和下弦桿連接桿的交點位置的上下兩個球節(jié)點(7)，所述的球節(jié)點(7)為薄壁空心鋼球體。
3.按照權(quán)利要求1所述的網(wǎng)架型槽式聚光器支撐裝置，其特征在于:所述的上弦桿連接桿件組(5)和下弦桿連接桿件組(6)均由多根弦桿連接桿件組成；上弦桿連接桿件組(5)用于將各個單列支架的上弦桿連接為一體，下弦桿連接桿件組(6)將各個單列支架的下弦桿連接為一體。
4.按照權(quán)利要求1所述的網(wǎng)架型槽式聚光器支撐裝置，其特征在于:所述的格構(gòu)柱(9)的上端安裝有液壓驅(qū)動控制裝置(11)，液壓驅(qū)動控制裝置(11)連接所述鋼板(8)，從而與整體支架連接為一體；槽式聚光器系統(tǒng)通過液壓驅(qū)動控制裝置(11)的驅(qū)動，帶動整體支架及其支撐的反射鏡(10)的俯仰對日單軸跟蹤旋轉(zhuǎn)。
【文檔編號】F24J2/12GK103727694SQ201410027682
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月21日
【發(fā)明者】宮博, 王志峰, 付向東 申請人:中國科學院電工研究所