線聚焦集熱系統排空傳熱工質的方法及其線聚焦集熱系統技術方案

本發明專利技術公開一種線聚焦集熱系統排空傳熱工質的方法及其線聚焦集熱系統，屬于太陽能熱系統技術領域，包括以下內容：停止傳熱工質循環，保持對集熱管的聚焦模式；傳熱工質由集熱管疏排到儲罐，在傳熱工質疏排的過程中，集熱管的排空段由聚焦模式轉換到光伴熱模式，聚焦模式包括聚焦狀態，在增加散焦狀態后轉換成光伴熱模式，通過調節聚焦狀態和散焦狀態所占的時間比例，控制光伴熱模式時集熱管的溫度，繼續對集熱管進行保溫；傳熱工質排空后，停止光伴熱模式。本發明專利技術能夠避免集熱管內傳熱工質的凝固，提高傳熱工質的疏排效率，降低能源損耗；能夠解決低速循環防凝所導致的高能耗問題，也能解決高凝固點傳熱工質疏排過程存在的凍堵風險。風險。風險。

【技術實現步驟摘要】
線聚焦集熱系統排空傳熱工質的方法及其線聚焦集熱系統


[0001]本專利技術涉及太陽能熱系統
，特別是涉及一種線聚焦集熱系統排空傳熱工質的方法及其線聚焦集熱系統。

技術介紹

[0002]太陽能光熱發電具有能量轉換效率較高、制造過程能耗低、使用過程清潔無污染、可實現大規模儲熱等優勢。太陽能光熱發電基本原理是采用大規模反射鏡將太陽輻射能匯聚到集熱系統中，用來加熱集熱裝置中的水、導熱油或熔鹽等傳熱工質，從而將低能流密度的太陽輻射能匯聚成高能流密度的熱能。
[0003]根據集熱場的聚光形式，目前主流的聚光太陽能光熱發電包括槽式、塔式、線性菲涅爾式和蝶式四種技術路線。其中槽式和線性菲涅爾式為線聚焦集熱模式。線聚焦集熱場傳熱工質管線長、熱損大。傳統運行模式通常將傳熱工質加熱一次性注入集熱系統，或采用電阻抗加熱的方式預熱集熱管道再一次性注入傳熱工質，此后除集熱系統故障檢修等，傳熱工質始終停留在循環管線中，導熱油和熔鹽的凝固點較高，集熱場在非集熱狀態時，傳熱工質需要通過低速循環方式防止發生凍堵，為補充集熱系統的熱損，傳熱工質需要依靠外部能源進行補熱，同時循環泵也需要消耗大量的能量。
[0004]已有專利文獻中存在設置疏鹽系統的方案，例如，授權公告號為CN 203479118 U的中國專利公開了一種自流式疏鹽的熔鹽儲能系統，包括高溫熔鹽罐、低溫熔鹽罐和若干個通過熔鹽管道串聯連接的熱交換器，熔鹽管道最低點高于高溫熔鹽罐和低溫熔鹽罐內的熔鹽液位，熔鹽管道最低點通過疏鹽管道分別與高溫熔鹽罐和低溫熔鹽罐連接。該方案完全依靠重力來實現熔鹽的疏鹽功能，然而，熔鹽在管內流動時，可能會在已排空區域產生負壓而影響進一步的流動，或者因為熔鹽本身溫度較低而導致流動速度慢，或者外界溫度低而凝固在管壁上阻礙流動等等，因此，單純依靠重力疏鹽的方案只適合極為少數的工況。
[0005]再如，授權公告號為CN 210179929 U的中國專利公開了一種太陽能熱發電站疏鹽系統布置結構，包括疏鹽罐、排鹽槽、疏鹽泵以及疏鹽坑，疏鹽罐設置在疏鹽坑的底部，疏鹽泵設置在疏鹽罐的上方，排鹽槽和設置在疏鹽坑內，排鹽槽頂面低于疏鹽罐的底面；疏鹽罐和排鹽槽通過管道連通，管道上設置有閥門；疏鹽泵的進鹽口連通疏鹽罐，疏鹽罐設置排氣口，排氣口連接有用于排氣的管道。該方案利用疏鹽泵作為疏鹽過程的動力，如果熔鹽溫度較低，不易經疏鹽泵輸送，需要額外采用電伴熱等方式，導致疏鹽效率的降低和疏鹽成本的增加。

技術實現思路

[0006]本專利技術的目的是提供一種線聚焦集熱系統排空傳熱工質的方法及其線聚焦集熱系統，以解決上述現有技術存在的問題，在傳熱工質疏排過程中，通過持續對排空段采用光伴熱模式，能夠保持集熱管內傳熱工質處于便于流動的狀態，能夠避免傳熱工質在集熱管內壁凝固殘留，減少傳熱工質在集熱管中的殘留量，避免因為傳熱工質排出不凈導致集熱
管封堵而對疏排過程造成阻礙，提高傳熱工質的疏排效率，降低能源損耗。
[0007]為實現上述目的，本專利技術提供了如下方案：本專利技術提供一種線聚焦集熱系統排空傳熱工質的方法，包括以下內容：在需要排空傳熱工質時，停止所述傳熱工質循環，集熱裝置保持原有的對集熱管的集熱模式，即保持聚焦模式，此時，所述集熱裝置處于聚焦狀態，所述傳熱工質在所述集熱管內處于便于流動的狀態；所述傳熱工質由所述集熱管疏排到儲罐，在所述傳熱工質疏排的過程中，監測所述傳熱工質在所述集熱管內的位置，并依據監測獲得的所述傳熱工質在所述集熱管內的位置判斷出所述集熱管的排空段；調整排空段對應的所述集熱裝置的集熱模式，由聚焦模式轉換成既包括聚焦狀態又包括散焦狀態的光伴熱模式；通過調節聚焦狀態和散焦狀態所占的時間比例，控制所述集熱管的溫度，繼續對排空段進行保溫；所述傳熱工質排空后，所述集熱管全部轉換成排空段，同時，所述集熱裝置全部轉換成光伴熱模式；停止光伴熱模式，完成所述傳熱工質的排空工作。
[0008]優選地，所述集熱管分段配套有跟蹤機構，通過所述跟蹤機構控制所述集熱裝置處于聚焦狀態還是散焦狀態。
[0009]優選地，所述集熱管上沿長度方向分布設置有多個溫度測點，根據所述溫度測點的監測結果判斷所述傳熱工質的位置狀態。
[0010]優選地，所述傳熱工質依靠自重和/或壓縮氣體的動力疏排到所述儲罐；所述儲罐為疏排罐或低溫罐。
[0011]本專利技術還提供一種應用前文記載的線聚焦集熱系統排空傳熱工質的方法的線聚焦集熱系統，包括集熱管和用于聚焦光線到所述集熱管的集熱裝置，所述集熱管上沿長度方向分布設置有用于判斷所述集熱管的排空段的若干溫度測點，所述集熱管的集熱進口連通低溫罐，所述集熱管的集熱出口通過管路分別連通所述低溫罐和高溫罐，所述低溫罐和所述集熱進口之間設置有用于驅動所述傳熱工質循環流動的循環泵，所述集熱出口還連通有疏排罐，所述疏排罐通過疏排泵和疏排管道連通所述低溫罐，所述集熱管分段配套有跟蹤機構，在所述傳熱工質疏排的過程中，所述跟蹤機構控制所述集熱管的排空段所對應的集熱裝置由聚焦模式轉換到光伴熱模式。
[0012]優選地，所述集熱進口連通有用于向所述集熱管供給壓縮氣體的壓縮氣源。
[0013]優選地，所述低溫罐和所述高溫罐之間通過管路連通，靠近所述低溫罐設置有冷罐回流閥，靠近所述高溫罐設置有熱罐回流閥。
[0014]優選地，所述集熱裝置包括反射鏡，所述反射鏡受所述跟蹤機構控制，通過改變所述反射鏡是否聚焦到所述集熱管，以控制所述集熱裝置處于聚焦狀態或散焦狀態。
[0015]優選地，所述反射鏡包括一次反射鏡和二次反射鏡，所述二次反射鏡呈曲面環繞扣合在所述集熱管圓周外側，通過所述一次反射鏡將光線匯集到所述二次反射鏡，再利用所述二次反射鏡將光線聚焦到所述集熱管上。
[0016]本專利技術相對于現有技術取得了以下技術效果：
（1）本專利技術在傳熱工質疏排過程中，通過持續對排空段采用光伴熱模式，能夠保持集熱管內傳熱工質處于便于流動的狀態，能夠避免傳熱工質在集熱管內壁凝固殘留，減少傳熱工質在集熱管中的殘留量，避免因為傳熱工質排出不凈導致集熱管封堵而對疏排過程造成阻礙，提高傳熱工質的疏排效率，降低能源損耗，同時，避免了因為集熱管內壁有傳熱工質凝固而形成下次注入傳熱工質時流動的障礙，避免對下次注入過程的影響；即本專利技術能夠實現集熱場傳熱工質排空的日常化操作，解決了低速循環防凝所導致的高能耗問題，也能解決高凝固點傳熱工質疏排過程存在的凍堵風險；（2）本專利技術光伴熱模式包括聚焦狀態和散焦狀態，通過調節聚焦狀態和散焦狀態所占的時間比例，能夠控制光伴熱模式時的集熱管的溫度，從而能夠使得集熱管始終處于適宜的溫度范圍內，既不會因為溫度過高對集熱管造成損傷，又不會因為溫度過低而造成傳熱工質的凝固，最終確保傳熱工質疏排干凈徹底；（3）本專利技術在集熱管上沿長度方向分布設置有多個溫度測點，通過溫度測點所監測的溫度變化，能夠據此監測結果判斷傳熱工質在集熱管內的位置狀態，從而為集熱狀態的改變提供依據；（4）本專利技術在集熱管傾斜設置時能夠利用傳熱工質自重進行疏排，同時，還可以利用壓縮氣體的動力本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種線聚焦集熱系統排空傳熱工質的方法，其特征在于，包括以下內容：在需要排空傳熱工質時，停止所述傳熱工質循環，集熱裝置保持原有的對集熱管的集熱模式，即保持聚焦模式，此時，所述集熱裝置處于聚焦狀態，所述傳熱工質在所述集熱管內處于便于流動的狀態；所述傳熱工質由所述集熱管疏排到儲罐，在所述傳熱工質疏排的過程中，監測所述傳熱工質在所述集熱管內的位置，并依據監測獲得的所述傳熱工質在所述集熱管內的位置判斷出所述集熱管的排空段；調整排空段對應的所述集熱裝置的集熱模式，由聚焦模式轉換成既包括聚焦狀態又包括散焦狀態的光伴熱模式；通過調節聚焦狀態和散焦狀態所占的時間比例，控制所述集熱管的溫度，繼續對排空段進行保溫；所述傳熱工質排空后，所述集熱管全部轉換成排空段，同時，所述集熱裝置全部轉換成光伴熱模式；停止光伴熱模式，完成所述傳熱工質的排空工作。2.根據權利要求1所述的線聚焦集熱系統排空傳熱工質的方法，其特征在于：所述集熱管分段配套有跟蹤機構，通過所述跟蹤機構控制所述集熱裝置處于聚焦狀態還是散焦狀態。3.根據權利要求2所述的線聚焦集熱系統排空傳熱工質的方法，其特征在于：所述集熱管上沿長度方向分布設置有多個溫度測點，根據所述溫度測點的監測結果判斷所述傳熱工質的位置狀態。4.根據權利要求3所述的線聚焦集熱系統排空傳熱工質的方法，其特征在于：所述傳熱工質依靠自重和/或壓縮氣體的動力疏排到所述儲罐，所述儲罐為疏排罐或低溫罐。5.一種應用如權利要求1
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【專利技術屬性】
技術研發人員：范多旺，
申請(專利權)人：蘭州大成科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：