技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种减少热
应力冲击的碟式太阳能吸热系统，属于太阳能热发电技术领域，具体用于碟式太阳能热发电领域。
背景技术
[0002] 碟式太阳能发电是太阳能热发电的一种，通过碟式反射镜将太阳光汇聚至焦点附近的吸收器，转换为
热能，并驱动斯特林机运行发电。碟式太阳能发电系统启动一般是先把反射光汇聚在偏离斯特林机热头上方的空中，待满足运行条件数分钟后，将反射光汇聚点移至斯特林机热头上。斯特林机热头从常温，迅速被加热到运行
温度，对热头材料产生很大的
热应力冲击，多次冷热循环，热头材料的寿命将受到影响。尤其是在多
云天气的时候，
辐射量变化大，频繁启停，骤冷骤热，对系统整体效率带来较大影响，且容易造成设备材料疲劳及损坏。而且把光汇聚到空中可能会带来一定的光污染，影响附近的
高层建筑及
鸟类。
[0003] 如公开日为2013年08月14日，公开号为CN203132159U的中国
专利中，公开了一种具有减压和降低热应力功能的两级汇聚式太阳能聚光系统；公开日为2013年10月02日，公开号为CN103335418A的中国专利中，公开了一种可变镜面积槽式
太阳能集热器；虽然这些技术都能够减小热应力，但是这些技术不适用于碟式太阳能吸热系统中。
[0004] 综上所述，目前还没有一种碟式太阳能发电系统能简便、可控性高地去解决碟式太阳能发电系统模式切换时候斯特林机热头受到的辐射及温度骤变带来的热应力冲击问题。实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的在于克服
现有技术中存在的上述不足，而提供一种减少热应力冲击的碟式太阳能吸热系统。该减少热应力冲击的碟式太阳能吸热系统的结构设计合理，能简便、可控性高地去解决碟式太阳能发电系统模式切换时候斯特林机热头受到的辐射及温度骤变带来的热应力冲击问题。
[0006] 本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该减少热应力冲击的碟式太阳能吸热系统，包括斯特林
发动机、斯特林机热头、腔体和遮光板，所述遮光板固定在腔体的入口端，所述斯特林机热头位于腔体内，该斯特林机热头和
斯特林发动机连接；其特征是：还包括吸热缓冲装置，所述吸热缓冲装置包括多孔材料
块、气流
增压装置和
外壳，所述多孔材料块和气流增压装置均位于外壳内，所述斯特林机热头和吸热缓冲装置均位于反射光的焦平面后一定距离的
位置，所述吸热缓冲装置位于斯特林机热头的下方，所述气流增压装置位于多孔材料块的正下方。
[0007] 作为优选，本实用新型所述外壳具有一定的气密性以避免在增压时从侧方漏气。
[0008] 作为优选，本实用新型所述多孔材料块尽量加工为模块化结构，以便于更换。
[0009] 作为优选，本实用新型所述多孔材料块采用
氧化物陶瓷等耐高温材料。
[0010] 一种如所述的减少热应力冲击的碟式太阳能吸热系统的方法，其特征是：当
太阳辐射低于斯特林发动机正常运行所需值的时候，碟式
跟踪系统采用偏移跟踪模式，即把反射光汇聚到吸热缓冲装置的多孔材料块上；多孔材料块采用耐高温材料，为避免局部光强太大造成烧毁的情况，多孔材料块放置于反射光的焦平面后一定距离，使得光斑扩大到适合的面积；当太阳光照射在多孔材料块上的时候，多孔材料块的温度升高，附近的空气被加热升温，并自然
对流至斯特林机热头附近，以提高斯特林机热头的温度。
[0011] 作为优选，本实用新型当太阳辐射满足斯特林发动机运行条件并持续一定时间后，碟式跟踪系统采用运行跟踪模式，即把反射光汇聚到斯特林机热头上，使得斯特林发动机正常运行发电。
[0012] 作为优选，本实用新型在多云天气，辐射值变化较大的时候，碟式跟踪系统从运行跟踪模式切换到偏移跟踪模式，即把光斑从斯特林机热头转移到多孔材料块。
[0013] 作为优选，本实用新型多孔材料块的下方设置有气流增压装置；当多孔材料块的温度较高时，即将达到最高允许温度的时候，采用增压使得多孔材料块内的气体强制对流，以降低多孔材料块上的温度，避免烧毁；当辐射较低时，多孔材料块在其允许温度范围内，则不用增压，任其
自然对流即可。
[0014] 作为优选，本实用新型所述多孔材料块的温度采用
热电偶或红外相机确定。
[0015] 作为优选，本实用新型多孔材料块周边区域做好保护，
喷涂白漆，避免离散的辐射引起温度过高。
[0016] 作为优选，本实用新型多孔材料涂覆一定
颜色的表面膜层，根据实际情况，选择适当的吸收率和漫反射率的膜层。
[0017] 作为优选，本实用新型在保证强度和吸收的情况下，多孔材料
空隙率尽可能大，确保增压强制对流时候的出气。
[0018] 作为优选，本实用新型多孔材料块摆放尽可能挡住进入腔室的太阳光，在光斑移动过程中，从多孔材料块到斯特林机热头实现无缝对接。
[0019] 本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：针对目前碟式太阳能聚热发电系统运行过程中，斯特林机热头出现的辐射量突变，热应力大，容易损坏的情况，本实用新型提出一套减少热应力冲击的碟式太阳能吸热系统。本实用新型增设一个带有多孔材料块的吸热缓冲装置，在偏移跟踪模式到运行跟踪模式之间切换的时间段内，吸收太阳辐射，产生热空气，上行加热斯特林机热头，达到预热的目的。待模式切换，光斑打在斯特林机热头的时候，热头已有一定温度，避免了从常温到
工作温度的跳变。综合以上几点改进，本实用新型所描述的减少热应力冲击的碟式太阳能吸热系统，使得斯特林机热头避免了大幅度的温度跳变，极大减少了热应力的冲击，从而显著提高了斯特林机热头的运行寿命和可靠性。而且预热所利用的是偏移跟踪模式切换到运行跟踪模式之间的太阳辐射
能量，即在传统跟踪方式中射到空中无法利用的那部分能量，一定程度上提高了系统
能源综合利用率，且避免偏移跟踪模式时候反射光对周边
建筑物及鸟类的影响。
附图说明
[0020] 为了更清楚地说明本实用新型
实施例和/或现有技术中的技术方案，下面将对实施例和/或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021] 图1是本实用新型实施例中减少热应力冲击的碟式太阳能吸热系统的结构示意图。
[0022] 图中：1—斯特林发动机；2—斯特林机热头；3—腔体；4—吸热缓冲装置；5—多孔材料块；6—气流增压装置；7—入口端；8—遮光板； L—反射光。
具体实施方式
[0023] 下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
[0024] 实施例。
[0025] 参见图1，本实施例中减少热应力冲击的碟式太阳能吸热系统包括斯特林发动机1、斯特林机热头2、腔体3、吸热缓冲装置4和遮光板8。
[0026] 本实施例中的遮光板8固定在腔体3的入口端7，斯特林机热头2位于腔体3内，该斯特林机热头2和斯特林发动机1连接，吸热缓冲装置4包括多孔材料块5、气流增压装置6和外壳，多孔材料块5和气流增压装置6均位于外壳内，斯特林机热头2和吸热缓冲装置4均位于反射光L的焦平面后一定距离的位置，吸热缓冲装置4位于斯特林机热头2的下方，气流增压装置6位于多孔材料块5的正下方。
[0027] 本实施例中的外壳具有一定的气密性以避免在增压时从侧方漏气。多孔材料块5尽量加工为模块化结构，以便于更换。多孔材料块5采用氧化物陶瓷等耐高温材料。
[0028] 本实施例中减少热应力冲击的碟式太阳能吸热系统的方法，当太阳辐射低于斯特林发动机1正常运行所需值的时候，碟式跟踪系统采用偏移跟踪模式，即把反射光L汇聚到吸热缓冲装置4的多孔材料块5上；多孔材料块5采用耐高温材料，为避免局部光强太大造成烧毁的情况，多孔材料块5放置于反射光L的焦平面后一定距离，使得光斑扩大到适合的面积；当太阳光照射在多孔材料块5上的时候，多孔材料块5的温度升高，附近的空气被加热升温，并自然对流至斯特林机热头2附近，以提高斯特林机热头2的温度。
[0029] 本实施例中当太阳辐射满足斯特林发动机1运行条件并持续一定时间后，碟式跟踪系统采用运行跟踪模式，即把反射光L汇聚到斯特林机热头2上，使得斯特林发动机1正常运行发电。在多云天气，辐射值变化较大的时候，碟式跟踪系统从运行跟踪模式切换到偏移跟踪模式，即把光斑从斯特林机热头2转移到多孔材料块5。
[0030] 本实施例中的多孔材料块5的下方设置有气流增压装置6；当多孔材料块5的温度较高时，即将达到最高允许温度的时候，采用增压使得多孔材料块5内的气体强制对流，以降低多孔材料块5上的温度，避免烧毁；当辐射较低时，多孔材料块5在其允许温度范围内，则不用增压，任其自然对流即可。多孔材料块5的温度采用热电偶或红外相机确定。
[0031] 目前碟式太阳能发电跟踪都是将反射光汇聚点从上空突然移至斯特林机热头2上。斯特林机热头2从常温，迅速被加热到运行温度，对斯特林机热头2的材料产生很大的热应力冲击，多次冷热循环，容易造成设备材料疲劳及损坏，斯特林机热头2的寿命将受到影响。此外，把光汇聚到空中可能会带来一定的光污染，影响附近的高层建筑或鸟类。本实用新型能简便、可控性高地去解决碟式太阳能发电系统模式切换时候斯特林机热头2受到的辐射及温度骤变带来的热应力冲击问题，通过增设一个带有多孔材料块5的吸热缓冲装置4，在偏移跟踪模式到运行跟踪模式之间切换的时间段内，吸收太阳辐射，产生热空气，上行加热斯特林机热头2，达到预热的目的。待模式切换，光斑打在斯特林机热头2的时候，斯特林机热头2已有一定温度，避免了从常温到工作温度的跳变。综合以上几点改进，本实用新型所描述的减少热应力冲击的碟式太阳能吸热系统，使得斯特林机热头2避免了大幅度的温度跳变，极大减少了热应力的冲击，从而显著提高了斯特林机热头2的运行寿命和可靠性。
[0032] 此外，需要说明的是，本
说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的
修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本
权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
