本發(fā)明屬于太陽(yáng)能光熱發(fā)電
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是一種高跟蹤精度大開(kāi)口高溫槽式熔鹽集熱器。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)國(guó)家對(duì)于新能源發(fā)展的重視與日俱增，“十三五”規(guī)劃中也明確提出支持新能源等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。太陽(yáng)能儲(chǔ)量豐富，利用清潔，將成為最熱門的新能源之一，光熱發(fā)電技術(shù)也會(huì)迅速發(fā)展。光熱發(fā)電設(shè)備也會(huì)向高參數(shù)、大直徑方向發(fā)展。目前，太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)進(jìn)入迅速發(fā)展期?，F(xiàn)有技術(shù)中，帶有熔鹽儲(chǔ)熱設(shè)施的槽式熔鹽熱發(fā)電項(xiàng)目技術(shù)成熟、同時(shí)又具有一定先進(jìn)性，在現(xiàn)有技術(shù)中，集熱回路大多采取開(kāi)口尺寸為5770mm的集熱回路，使用熱油作為導(dǎo)熱介質(zhì)，并且由于跟蹤方式為斷續(xù)跟蹤導(dǎo)致跟蹤精度并不高。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供了一種高跟蹤精度大開(kāi)口高溫槽式熔鹽集熱器。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種高跟蹤精度大開(kāi)口高溫槽式熔鹽集熱器，包括反射鏡、集熱管、集熱管支撐臂、傾角傳感器、扭矩管、懸臂、中間塔和驅(qū)動(dòng)塔，中間塔和驅(qū)動(dòng)塔并排設(shè)置，在中間塔分布于驅(qū)動(dòng)塔兩側(cè)，在中間塔和驅(qū)動(dòng)塔之間設(shè)置有扭矩管，在扭矩管上架設(shè)有懸臂，懸臂上安裝有反射鏡，在扭矩管上垂直設(shè)置有集熱管支撐臂，在集熱管支撐臂上安裝有集熱管，所述反射鏡徑向?yàn)?塊，軸向?yàn)?-10組，所述反射鏡為拋物線形，拋物線反射鏡的開(kāi)口尺寸為5.8-6米，所述集熱管內(nèi)設(shè)置有熔鹽作為導(dǎo)熱介質(zhì)，熔鹽儲(chǔ)熱溫度為290度至550度。而且，所述的集熱管支撐臂為等距排布，數(shù)量為9-12根。而且，在所述驅(qū)動(dòng)塔上端的集熱管支撐臂上設(shè)置有傾角傳感器，用于測(cè)量扭矩管的旋轉(zhuǎn)角度。而且，所述的驅(qū)動(dòng)塔上設(shè)置有液壓站和驅(qū)動(dòng)控制柜。而且，所述的拋物線反射鏡的開(kāi)口尺寸優(yōu)選為5.96米。而且，所述反射鏡軸向的數(shù)量?jī)?yōu)選為8組。而且，所述熔鹽使用液固轉(zhuǎn)變溫度較高二元熔鹽，熔鹽配比為60％nano3+40％kno3、純度為99.6％kno3和99.5％nano3，其初始凝固溫度221℃、初始結(jié)晶溫度238℃，熔化熱161kj。而且，所述驅(qū)動(dòng)塔、懸臂、傾角傳感器組成的太陽(yáng)跟蹤方式為連續(xù)跟蹤，跟蹤精度達(dá)到0.068mrad。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：以本發(fā)明所述一種高跟蹤精度大開(kāi)口高溫槽式熔鹽集熱器，具有以下有益效果：1、采用大開(kāi)口反射鏡使得集熱場(chǎng)建造成本大大減少了，且節(jié)能環(huán)保，熱能損失減少，總發(fā)電量提高。2、采用熔鹽作為導(dǎo)熱介質(zhì)相比于熱油具有更好的導(dǎo)熱性能，儲(chǔ)熱效率大大提升。3、跟蹤方式由斷續(xù)跟蹤改為連續(xù)跟蹤，提高了跟蹤精度，使跟蹤精度達(dá)到0.068mrad。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1為反射鏡，2為集熱管，3為集熱管支撐臂，4為傾角傳感器，5為懸臂，6為中間塔，7為液壓站，8為驅(qū)動(dòng)塔，9為驅(qū)動(dòng)控制柜，10為扭矩管。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖與具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：如圖中所示，一種高跟蹤精度大開(kāi)口高溫槽式熔鹽集熱器，包括反射鏡1、集熱管2、集熱管支撐臂3、傾角傳感器4、扭矩管10、懸臂5、中間塔6和驅(qū)動(dòng)塔8，中間塔和驅(qū)動(dòng)塔并排設(shè)置，在中間塔分布于驅(qū)動(dòng)塔兩側(cè)，在中間塔和驅(qū)動(dòng)塔之間設(shè)置有扭矩管，在扭矩管上架設(shè)有懸臂，懸臂上安裝有反射鏡，在扭矩管上垂直設(shè)置有集熱管支撐臂，在集熱管支撐臂上安裝有集熱管，所述反射鏡徑向?yàn)?塊，軸向?yàn)?組，所述的拋物線反射鏡的開(kāi)口尺寸為5.96米，所述集熱管內(nèi)設(shè)置有熔鹽作為導(dǎo)熱介質(zhì)。而且，所述的集熱管支撐臂為等距排布，數(shù)量為9根。而且，在所述驅(qū)動(dòng)塔上端的集熱管支撐臂上設(shè)置有傾角傳感器，用于測(cè)量扭矩管的旋轉(zhuǎn)角度。而且，所述的驅(qū)動(dòng)塔上設(shè)置有液壓站和驅(qū)動(dòng)控制柜。而且，所述的拋物線反射鏡的開(kāi)口尺寸優(yōu)選為5.96米。而且，所述反射鏡軸向的數(shù)量?jī)?yōu)選為8組。而且，所述驅(qū)動(dòng)塔、懸臂、傾角傳感器組成的太陽(yáng)跟蹤方式為連續(xù)跟蹤，跟蹤精度達(dá)到0.068mrad。以下通過(guò)5960mm和5770mm反射鏡集熱回路的對(duì)比進(jìn)行說(shuō)明，并對(duì)鏡場(chǎng)系統(tǒng)用量及成本進(jìn)行分析，集熱器主要組件包括扭矩管、懸臂、驅(qū)動(dòng)塔、中間塔、集熱管支撐臂。各組件用量及成本變化情況如下：集熱器主要組件用量類別用量差異成本差異扭矩管-2.86％-0.12％懸臂-6％-0.88％驅(qū)動(dòng)塔-6.4％-10.2％中間塔-2.9％-2.9％集熱管支撐臂-3.2％-0.42％集熱器各組件用量均減少，成本也隨之減少。集熱器主要組件總成本下降原來(lái)的3％。反射鏡用量及成本變化如下：反射鏡用量類別用量差異成本差異反射鏡-6.4％-9.2％反射鏡用量減少，成本下降約為原來(lái)的9.2％集熱管用量及成本變化情況如下：集熱管用量類別用量差異成本差異集熱管-2.86％-0.28％集熱管用量減少，成本下降原來(lái)的0.28％。儀控閥門包括表面熱電偶、護(hù)套熱電偶、壓力傳感器、手動(dòng)調(diào)節(jié)閥、電控泄壓閥。各閥門用量及成本變化情況如下：儀控閥門用量類別用量差異成本差異表面熱電偶-3.64％-3.64％護(hù)套熱電偶-1.72％-1.72％壓力傳感器-1.72％-1.72％手動(dòng)調(diào)節(jié)閥-1.72％-1.72％電控泄壓閥-1.72％-1.72％各閥門用量均減少，各成本也隨之減少，儀控閥門總成本下降約為原來(lái)的2.2％。排鹽設(shè)施包括電控排鹽閥、排鹽裝置。各用量及成本變化情況如下：排鹽設(shè)施類別用量差異成本差異電控排鹽閥-1.72％-1.72％排鹽裝置-1.72％-1.72％管道連接包括旋轉(zhuǎn)接頭、旋轉(zhuǎn)接頭金屬軟管、補(bǔ)償器、補(bǔ)償金屬軟管。各用量及成本變化情況如下：管道連接類別用量差異成本差異旋轉(zhuǎn)接頭-1.72％-0.0028％旋轉(zhuǎn)接頭金屬軟管-1.71％-0.02％補(bǔ)償器-6.68％-0.0074％補(bǔ)償器金屬軟管-6.68％-0.0036％管道連接各組件用量均減少，成本差異也隨之減少，總成本減少為原來(lái)的2.8％。土建施工包括混凝土基本土建量、線纜溝土建量、線纜總用量、擋風(fēng)墻。土建施工類別施工量差異成本差異混凝土基礎(chǔ)土建量-3.3％-3.3％線纜溝土建量-2.86％-2.8％線纜總用量-2.86％-2.8％擋風(fēng)墻0.000％8.000％土建用量除擋風(fēng)墻未變化，其他用量均減少，成本除擋風(fēng)墻增加原來(lái)的8％外，其他均減少，累積土建施工總成本減少大約為原來(lái)的2％。除以上集熱場(chǎng)建造成本減少外，還額外增加一部分維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用，但此費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于減少的成本費(fèi)用，最終累積集熱場(chǎng)建造總成本減少原來(lái)的4.02％。綜上所述，所有數(shù)據(jù)能充分說(shuō)明此設(shè)計(jì)方案能夠?qū)崿F(xiàn)成本優(yōu)化。1、跟蹤控制參數(shù)從上表可以看出，系統(tǒng)的跟蹤精度提高了。同時(shí)，連續(xù)跟蹤成本可下降，因此，優(yōu)先考慮連續(xù)跟蹤。這樣，既節(jié)省了成本，又提高了系統(tǒng)跟蹤精度。2、載荷設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行風(fēng)速和安全風(fēng)速不變的情況下，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩和靜載轉(zhuǎn)矩變大。3、集熱器規(guī)格5960sca的集熱單元采光面積變大，集熱回路長(zhǎng)度減少，集熱單元總數(shù)量減少，集熱總采光面積減少約為原來(lái)的0.12％，影響很小。4、熱能損失情況5960sca的集熱場(chǎng)的熱輻射年損失下降了原來(lái)的約0.3％。5、年發(fā)電總量情況5960sca的年發(fā)電總量增加了大約0.07％。綜上所述，此高溫槽式熔鹽5960sca集熱器方案與現(xiàn)有技術(shù)中5770sca集熱器方案相比，總鏡場(chǎng)的設(shè)計(jì)成本大大減少，雖然集熱場(chǎng)總采光面積減小了，但影響的集熱效率不大(通過(guò)一定的集熱效率分析及集熱系統(tǒng)實(shí)際的安裝和調(diào)試，可以進(jìn)一步減小)，集熱場(chǎng)的熱輻射年損失也相對(duì)減少，而年發(fā)電總量還是增加得。因此，高溫槽式熔鹽5960sca集熱器設(shè)計(jì)具有低成本、高效率的優(yōu)點(diǎn)。高溫熔鹽的配比：所述熔鹽使用液固轉(zhuǎn)變溫度較高二元熔鹽，熔鹽配比為60％nano3+40％kno3、純度為99.6％kno3和99.5％nano3，其初始凝固溫度221℃、初始結(jié)晶溫度238℃，熔化熱161kj。采用熔鹽作為導(dǎo)熱介質(zhì)相比于熱油具有更好的導(dǎo)熱性能，儲(chǔ)熱效率大大提升。導(dǎo)熱油技術(shù)的儲(chǔ)熱空間為從290度至380度，儲(chǔ)熱溫差為90度，而熔鹽技術(shù)儲(chǔ)熱空間從290度至550度，儲(chǔ)熱溫差為260度，同樣用量的熔鹽，熔鹽技術(shù)的儲(chǔ)熱量是導(dǎo)熱油技術(shù)的3倍左右，也就是說(shuō)，如果要配備同樣的儲(chǔ)熱量，熔鹽技術(shù)所需熔鹽僅為導(dǎo)熱油技術(shù)所需熔鹽的三分之一左右，意味著工程造價(jià)成本更低，選用高溫熔鹽作為傳遞介質(zhì)，還可以提高汽輪機(jī)的效率，獲得更高的年發(fā)電量。連續(xù)跟蹤的方式：傳統(tǒng)的液壓驅(qū)動(dòng)方式為單泵控制，電機(jī)為普通三相異步電機(jī)，轉(zhuǎn)速恒定。跟蹤驅(qū)動(dòng)動(dòng)作方式為步進(jìn)式控制，換向閥間隔5～20秒左右換向動(dòng)作一次，電機(jī)隨之啟動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一定角度后電機(jī)停止。這種跟蹤驅(qū)動(dòng)方式，跟蹤精度較低(約為1.7mrad)，不能滿足高溫熔鹽工質(zhì)所要求的1.2mrad高跟蹤精度要求。且電機(jī)頻繁啟停，換向閥頻繁動(dòng)作，嚴(yán)重影響元壽命。在采用單泵定轉(zhuǎn)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，在實(shí)施快速定位時(shí)，移動(dòng)的速度不可調(diào)。所述驅(qū)動(dòng)塔、懸臂、傾角傳感器組成的太陽(yáng)跟蹤方式為連續(xù)跟蹤，跟蹤精度達(dá)到0.068mrad。所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括液壓油箱、電機(jī)、泵出口油路分配閥組、蓄能器和蓄能器出口閥組，液壓油箱上設(shè)置有電機(jī)和泵出口油路分配閥組，在液壓油箱一側(cè)設(shè)置有蓄能器，在液壓油箱內(nèi)設(shè)置有雙泵系統(tǒng)，一為用于實(shí)現(xiàn)油缸的慢速伸縮的柱塞泵，一為用于實(shí)現(xiàn)油缸的快速伸縮的齒輪泵，在所述的電機(jī)上設(shè)置有風(fēng)扇，在所述液壓油箱的下方設(shè)置有集油槽，在所述集油槽上設(shè)置有托架，采用小流量柱塞泵供油，并通過(guò)變頻器改變電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)而改變泵輸出流量，實(shí)現(xiàn)油缸的慢速度伸縮，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)微小角度偏差的旋轉(zhuǎn)跟蹤定位，緊急快速定位和緊急情況下的散焦保護(hù)功能：采用大齒輪泵供油實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)裝置的快速定位和翻轉(zhuǎn)動(dòng)作，且速度可調(diào)；另外設(shè)置蓄能器實(shí)現(xiàn)緊急斷電情況下的散焦等安全保護(hù)動(dòng)作，另外電機(jī)配置風(fēng)扇，保證電機(jī)散熱需要，延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命。以上對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12