一种多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器
阅读：122发布：2020-05-12
专利汇可以提供一种多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种多膨胀零点的 太阳能 塔式熔盐吸热器，包括中部的吸热器主 框架 和安装在所述吸热器主框架上的若干 块 模块化管屏，所述若干块模块化管屏围成吸热器的向光吸热面，所述若干块模块化管屏通过上连接管组件和下连接管组件首尾相连形成单熔盐回路或多熔盐回路，所述上连接管组件和下连接管组件的倾斜段上分别设置有第一膨胀节和第二膨胀节。本实用新型采用多个膨胀中心的布置方案以后，可以使管道布置简洁，方便吊挂系统设计，管系应 力 小；单个模块管屏外形尺寸小，运输方便且更加经济；吸热器具有多个膨胀零点，管屏与屏间连接管采用整体吊挂，各管屏的膨胀关系简单，不受管屏实际安装 位置 影响。，下面是一种多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器专利的具体信息内容。
1.一种多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器，包括中部的吸热器主框架和安装在所述吸热器主框架上的若干块模块化管屏，所述若干块模块化管屏围成吸热器的向光吸热面，其特征在于，所述若干块模块化管屏通过上连接管组件和下连接管组件首尾相连形成单熔盐回路或多熔盐回路，其中，所述上连接管组件和下连接管组件的倾斜段上分别设置有第一膨胀节和第二膨胀节。
2.根据权利要求1所述多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器，其特征在于，所述模块化管屏包括管屏框架、固定在管屏框架上的若干根吸热管以及设置在管屏框架两端并与所述若干根吸热管连通的管屏上集箱和管屏下集箱。
3.根据权利要求2所述多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器，其特征在于，所述上连接管组件设置在相邻模块化管屏的管屏上集箱之间，所述下连接管组件设置在相邻模块化管屏的管屏下集箱之间。
4.根据权利要求2所述多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器，其特征在于，所述模块化管屏还包括设置在管屏中心线上的固定管夹组和设置在固定管夹组上、下侧的若干组滑动管夹组，相邻管夹组之间的间距为H。
5.根据权利要求1所述多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器，其特征在于，所述模块化管屏以及上连接管组件和下连接管组件构成的整体通过设置在上连接管组件上的吊挂耳板和设置在下连接管组件上的支撑耳板固定在吸热器主框架上。
6.根据权利要求5所述多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器，其特征在于，所述吊挂耳板通过弹簧吊挂单元与吸热器主框架连接，所述支撑耳板通过弹簧支撑单元与吸热器主框架链接。
7.根据权利要求1所述多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器，其特征在于，所述模块化管屏还通过若干个连接件与吸热器主框架连成一体，所述连接件两端通过法兰分别与模块化管屏和吸热器主框架连接。
8.根据权利要求1所述多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器，其特征在于，所述第一膨胀节和第二膨胀节均包括两端的焊接短管以及位于焊接短管之间的波节和导流套筒，所述导流套筒设置在波节内侧并且其一端为固定端且另一端为自由端，所述波节采用多层不锈钢薄膜制成。
9.根据权利要求3所述多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器，其特征在于，所述管屏上集箱和管屏下集箱还包括弯管。
一种多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及太阳能光热发电的技术领域，更具体地讲，涉及一种多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器。
背景技术
[0002] 塔式太阳能光热发电技术由于使用了高塔聚焦，可以实现较高的聚光比和高达1200kW/m2的辐射热流密度。吸热器作为塔式光热电站吸热与传热的主设备，现阶段研究、使用较多的结构形式是表面管式吸热器，吸热、传热介质为高温熔融盐。
[0003] 塔式熔盐吸热器一般采用模块化管屏设计，垂直悬挂在吸热器钢结构上。该管屏受热面为紧密排列的光管，上下两端带集箱。整台吸热器由若干个这样的可互换的模块化管屏组成，方便现场组装、替换。管屏间通过连接管连接并形成换热介质回路通道。就管屏吊挂系统而言，管屏上会设计一个固定框架，吸热管单独固定在框架上，可自由膨胀。上下集箱通过弹簧装置分别固定在框架上。
[0004] 从以上可以看出，上述管屏的整体固定框架还是有明显缺点的，比如为了固定上下集箱需要把框架做的很大，用钢量巨大，300MWth等级吸热器管屏耗量约5.2t之多，经济性很差。另外，上下集箱上的进出口连接管一般设计在集箱中间位置，为了载荷及结构平衡，单个集箱需要设置两套弹簧装置，也造成了浪费。如遇吸热器检修需要置换管屏时，弹簧装置与固定框架不容易再次利用。管屏是按可任意置换进行设计，但是组装位置不同时，因管内介质、壁面热流密度均不同，所以管壁温度不一样，导致上下集箱的位移量也不同，这样容易造成集箱的弹簧装置与实际不匹配，严重时会导致管系的应力破坏。因吸热管屏运行温度高，材料等级高(吸热管为高镍基，连接管多采用奥氏体不锈钢，单位膨胀量大)，吸热管及管子膨胀位移很大，因此屏间连接管设计复杂、材料用量大、支吊困难。实用新型内容
[0005] 为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种具有多个膨胀零点、管屏与屏间连接管采用整体吊挂、各管屏的膨胀关系简单且不受管屏实际安装位置影响的太阳能塔式熔盐吸热器。
[0006] 本实用新型提供了一种多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器，包括中部的吸热器主框架和安装在所述吸热器主框架上的若干块模块化管屏，所述若干块模块化管屏围成吸热器的向光吸热面，所述若干块模块化管屏通过上连接管组件和下连接管组件首尾相连形成单熔盐回路或多熔盐回路，其中，所述上连接管组件和下连接管组件的倾斜段上分别设置有第一膨胀节和第二膨胀节。
[0007] 根据本实用新型多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器的一个实施例，所述模块化管屏包括管屏框架、固定在管屏框架上的若干根吸热管以及设置在管屏框架两端并与所述若干根吸热管连通的管屏上集箱和管屏下集箱。
[0008] 根据本实用新型多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器的一个实施例，所述上连接管组件设置在相邻模块化管屏的管屏上集箱之间，所述下连接管组件设置在相邻模块化管屏的管屏下集箱之间。
[0009] 根据本实用新型多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器的一个实施例，所述模块化管屏还包括设置在管屏中心线上的固定管夹组和设置在固定管夹组上、下侧的若干组滑动管夹组，相邻管夹组之间的间距为H。
[0010] 根据本实用新型多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器的一个实施例，所述模块化管屏以及上连接管组件和下连接管组件构成的整体通过设置在上连接管组件上的吊挂耳板和设置在下连接管组件上的支撑耳板固定在吸热器主框架上。
[0011] 根据本实用新型多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器的一个实施例，所述吊挂耳板通过弹簧吊挂单元与吸热器主框架连接，所述支撑耳板通过弹簧支撑单元与吸热器主框架链接。
[0012] 根据本实用新型多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器的一个实施例，所述模块化管屏还通过若干个连接件与吸热器主框架连成一体，所述连接件两端通过法兰分别与模块化管屏和吸热器主框架连接。
[0013] 根据本实用新型多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器的一个实施例，所述第一膨胀节和第二膨胀节均包括两端的焊接短管以及位于焊接短管之间的波节和导流套筒，所述导流套筒设置在波节内侧并且其一端为固定端且另一端为自由端，所述波节采用多层不锈钢薄膜制成。
[0014] 根据本实用新型多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器的一个实施例，所述管屏上集箱和管屏下集箱还包括弯管。
[0015] 与现有技术相比，本实用新型多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器具有以下有益效果：
[0016] 1)采用多个膨胀中心的布置方案以后，可以使管道布置简洁，方便吊挂系统设计，管系应力小；
[0017] 2)单个模块管屏外形尺寸小，运输方便且更加经济；
[0018] 3)使用膨胀节以后，管屏之间的连接管不需要大量复杂的让管结构来保证管系应力合格，因此管子数量骤减，不但降低原材料成本，而且节约现场布置空间以及保温伴热等附属设备的投资及运维成本；
[0019] 4)模块化管屏真正做到互换性，方便换屏维护，现场工作量小；不论管屏安放在哪个位置，弹簧装置都可与其热位移匹配，保证了吸热器的运行可靠性；
[0022] 图1示出了根据本实用新型示例性实施例的多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器的总体布置俯视结构示意图。
[0023] 图2A示出了根据本实用新型示例性实施例的多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器中模块化管屏之间上连接管组件的俯视结构示意图，图2B示出了根据本实用新型示例性实施例的多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器中模块化管屏之间上连接管组件的主视结构示意图。
[0024] 图3A示出了根据本实用新型示例性实施例的多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器中模块化管屏之间下连接管组件的俯视结构示意图，图3B示出了根据本实用新型示例性实施例的多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器中模块化管屏之间下连接管组件的主视结构示意图。
[0025] 图4示出了根据本实用新型示例性实施例的多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器中模块化管屏的安装结构示意图。
[0026] 图5示出了根据本实用新型示例性实施例的多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器中模块化管屏上部的安装结构示意图。
[0027] 图6示出了根据本实用新型示例性实施例的多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器中模块化管屏下部的安装结构示意图。
[0028] 图7示出了根据本实用新型示例性实施例的多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器中膨胀节的结构示意图。
[0029] 附图标记说明：
[0030] 100-向光吸热面、200-吸热器主框架；
[0031] 1-第一模块化管屏、2-第二模块化管屏、3-第三模块化管屏、4-上连接管组件、401-第一膨胀节、402、403-吊挂耳板、404-顶部排气管接口、405-管屏上集箱、406、407-弹簧吊挂单元、5-下连接管组件、501-第二膨胀节、502、503-支撑耳板、504-下部疏盐口、505-管屏下集箱、506、507-弹簧支撑单元、6-1-固定管夹组、6-2-滑动管夹组；
[0032] 001-焊接短管、002-波节、003-导流套筒。
具体实施方式
[0034] 本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0035] 下面先对本实用新型多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器的结构和原理进行详细的说明。
[0036] 图1示出了根据本实用新型示例性实施例的多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器的总体布置俯视结构示意图。
[0037] 如图1所示，所述多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器包括中部的吸热器主框架200和安装在吸热器主框架200上的若干块模块化管屏，若干块模块化管屏围成吸热器的向光吸热面100。其中，吸热器主框架200用于支撑整个吸热器，其优选为钢结构组件；模块化管屏可以围成各种所需的形状，例如围成圆柱体结构的熔盐吸热器并形成向光吸热面100。
[0038] 根据本实用新型，若干块模块化管屏通过上连接管组件4和下连接管组件5首尾相连形成单熔盐回路或多熔盐回路，其中，上连接管组件4和下连接管组件5的倾斜段上分别设置有第一膨胀节401和第二膨胀节501。
[0039] 本实用新型的吸热器采用模块化管屏的设计方案，该模块化管屏包括管屏框架、固定在管屏框架上的若干根吸热管以及设置在管屏框架两端并与若干根吸热管连通的管屏上集箱405和管屏下集箱505。优选地，管屏上集箱405和管屏下集箱505还包括弯管结构。本实用新型将管屏设计为一个相对较小的管屏框架，屏内的吸热管逐根单独固定在管屏框架上，由此轴向上可自由膨胀并避免管子应力集中，同时由于单个模块化管屏的外形尺寸较小，使得运输方便且更加经济。
[0040] 图2A示出了根据本实用新型示例性实施例的多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器中模块化管屏之间上连接管组件的俯视结构示意图，图2B示出了根据本实用新型示例性实施例的多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器中模块化管屏之间上连接管组件的主视结构示意图。
[0041] 图3A示出了根据本实用新型示例性实施例的多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器中模块化管屏之间下连接管组件的俯视结构示意图，图3B示出了根据本实用新型示例性实施例的多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器中模块化管屏之间下连接管组件的主视结构示意图。
[0042] 如图2A和图2B所示，第一模块化管屏1与第二模块化管屏2的上部通过上连接管组件4连接并连通。如图3A和图3B所示，第二模块化管屏2与第三模块化管屏3的下部通过下连接管组件5连接并连通。以此类推，实现多个模块化管屏之间的首尾相连并形成熔盐回路。其中，根据不同要求，可将吸热器设计成单熔盐回路或多熔盐回路(≥2)。其中，上连接管组件4设置在相邻模块化管屏的管屏上集箱405之间，下连接管组件5设置在相邻模块化管屏的管屏下集箱505之间。
[0043] 通过在上连接管组件4和下连接管组件5的倾斜段上分别设置第一膨胀节401和第二膨胀节501，其能够将每个模块化管屏的膨胀独立开来并互不影响，能够有效地吸收模块化管屏之间的胀差以及连接管自身的膨胀量，确保各个管屏能够按照各自膨胀中心自由膨胀而互不影响。并且，膨胀节的使用还可以使管屏之间的连接管不需用大量、复杂的让管结构来保证管系应力合格，因此管子数量骤减，不但降低了原材料成本，还节约了现场布置空间以及保温伴热等附属设备投资及运维成本。此外，上连接管组件4上还可以设置有顶部排气管接口404，下连接管组件5上还可以设置有下部疏盐口505。
[0044] 图4示出了根据本实用新型示例性实施例的多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器中模块化管屏的安装结构示意图。
[0045] 如图4所示，根据本实用新型，模块化管屏还包括设置在管屏中心线上的固定管夹组6-1和设置在固定管夹组6-1上、下侧的若干组滑动管夹组6-2，相邻管夹组之间的间距为H，H可以根据吸热器的尺寸大小和实际工况具体设置。通过在模块化管屏上设置上述管夹组，能够实现管屏上集箱405及上连接管组件4的整体向上膨胀和管屏下集箱505及下连接管组件5的整体向下膨胀，并且除了固定管夹组6-1所安装的膨胀中心以外，所有吸热管及连接管均可单独自由膨胀，相邻吸热管之间的胀差能够利用管屏上集箱和管屏下集箱处的弯管吸收。将模块化管屏的膨胀中心(位移零点)设置在中部管夹处可使上下部膨胀位移量基本相等，避免一端的膨胀量很大，缓解集箱膨胀弯头处的热应力水平。其中，上述固定管夹组和移动管夹组可以采用公开号为CN104236143A中所公开的结构，但本实用新型不限于此。
[0046] 图7示出了根据本实用新型示例性实施例的多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器中膨胀节的结构示意图。
[0047] 如图7所示，第一膨胀节401和第二膨胀节501均包括两端的焊接短管001以及位于焊接短管001之间的波节002和导流套筒003。其中，导流套筒003设置在波节002内侧并且其一端为固定端且另一端为自由端，导流套筒003可以使膨胀节内部的熔盐接触面变得平滑，增强流动性能；波节002优选地采用多层不锈钢薄膜制成，由此能够提高其使用寿命及可靠性。
[0048] 图5示出了根据本实用新型示例性实施例的多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器中模块化管屏上部的安装结构示意图，图6示出了根据本实用新型示例性实施例的多膨胀零点的太阳能塔式熔盐吸热器中模块化管屏下部的安装结构示意图。
[0049] 如图5和图6所示，本实用新型中的模块化管屏以及上连接管组件4和下连接管组件4构成的整体通过设置在上连接管组件4上的吊挂耳板402、403和设置在下连接管组件5上的支撑耳板502、503固定在吸热器主框架200上。本实用新型将管屏上集箱、管屏下集箱与相应的连接管道和模块化管屏一起作为一个整体分别固定在吸热器主框架上并与吸热器模块化的固定框架分开。
[0050] 具体地，吊挂耳板402、403通过弹簧吊挂单元406、407与吸热器主框架200连接，支撑耳板502、503通过弹簧支撑单元506、507与吸热器主框架200连接。其中，上述弹簧吊挂单元406、407和弹簧支撑单元506、507为按照位移及载荷设计的弹簧装置。模块化管屏在制造车间内制作时不包含上述弹簧装置，可以根据设计参数直接成套采购并直发现场装配。并且，备用的吸热器模块化管屏进行更换时，也无需更换弹簧装置。此外，本实用新型的模块化管屏真正做到互换性，方便换屏维护且现场工作量小。不论管屏安放在哪个位置，弹簧装置都可与其热位移匹配，保证了吸热器的运行可靠性。
[0051] 如图4所示，本实用新型的模块化管屏还通过若干个连接件7与吸热器主框架200连成一体，连接件7两端通过法兰分别与模块化管屏和吸热器主框架200连接。这种连接方式使得模块化管屏方便安装和拆卸，其中，连接件7除了起到支撑作用以外，还可以防止吸热管整体变形过大。
[0052] 下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
[0053] 具体以300MWth等级塔式熔盐吸热器为例进行本实施例的说明。
[0054] 该熔盐吸热器由20个模块化管屏构成近似圆柱体，模块化管屏的宽度为1.8m且高度为14.95m，模块化管屏垂直地悬挂在吸热器主框架上。吸热器共分为2个回路，每回路10个模块化管屏，每屏有吸热管40根，材料为N06230。单回路的10个管屏通过连接管首尾相连，共有9个连接管(不含进口及出口连接管)。
[0055] 将模块化管屏的膨胀中心(位移零点)设置在中部固定管夹组处，距离管屏上集箱7.475m，距离管屏下集箱7.475m。每个模块化管屏共有5层管夹组，除中间层的管夹组为固定管夹组外，其余四层管夹组均为滑动管夹组，每层管夹组之间的间距约为2.98m。
[0056] 除上述固定点外，模块化管屏的所有吸热管均可单独自由膨胀，相邻吸热管之间的胀差利用集箱处的弯管吸收，弯管设计成空间结构，弯管半径为R250mm，保证热应力不超标。
[0057] 在模块化管屏之间的上连接管组件和下上连接管组件的倾斜段分别设置有第一膨胀节和第二膨胀节用来吸收模块化管屏之间的胀差以及连接管自身膨胀量，确保各模块化管屏按各自膨胀中心自由膨胀而互不影响。模块化管屏和管屏上集箱和管屏下集箱以及连接管组件整体通过弹簧吊挂单元和弹簧支撑单元固定在吸热器主框架上。
[0058] 以回路1的第1、第2模块化管屏为例，根据壁温计算结果，可算出两个模块化管屏的上下集箱处的理论胀差为1.8mm；第8、第9模块化管屏两个模块化管屏的上下集箱处的理论胀差为3mm。连接管组件的自身膨胀量分别为10.5/18.8mm。
[0059] 根据上述计算结果，第1、第2模块化管屏之间的膨胀节选型参数可按轴向膨胀量±12mm、横向膨胀量±3mm，最高使用温度320℃，压力/2.5MPa.g，材料N06625，采用2层板制成；膨胀节与连接管组件之间采用焊接连接。第8、第9模块化管屏之间的膨胀节选型参数可按轴向膨胀量±20mm、横向膨胀量±4mm，最高使用温度565℃，压力/0.015MPa.g，材料N06625，采用2层板制成；膨胀节与连接管组件之间采用焊接连接。
[0060] 模块化管屏1-10之间上连接管组件和下连接管组件固定连接所用的弹簧装置用弹簧选型参数需根据应力计算报告进行，选型标准可按恒力弹簧支吊架(NB T47038)和可变弹簧支吊架(NB T47039)，在此不做赘述。
[0061] 模块化管屏与吸热器主框架之间通过连接件7连成一体，连接件共有15件，分为5层，每层3件。连接件采用H型钢制作，两端为法兰结构，方便与模块化管屏和吸热器主框架连接。连接件7除了起支撑作用外，还可有效防止吸热管整体变形过大。
[0062] 本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种编码器的越零点处理方法 | 2020-05-12 | 341 |
| 转臂零点标定装置及具有其的机器人 | 2020-05-12 | 726 |
| 麻醉机蒸发罐零点安全保护装置 | 2020-05-12 | 302 |
| 基于双基准双比较零点的通用变频器低速性能死区补偿方法 | 2020-05-11 | 963 |
| 风力发电机的桨叶零点设定方法 | 2020-05-13 | 387 |
| 零点标定装置及其测量方法 | 2020-05-12 | 24 |
| 零点能动力机 | 2020-05-11 | 507 |
| 零点标定装置及其测量方法 | 2020-05-12 | 211 |
| 电网电压过零点检测方法及检测装置 | 2020-05-12 | 762 |
| 智能变送器的零点调整机构 | 2020-05-12 | 340 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈