太阳能水工质自然循环饱和蒸汽吸热器的制作方法

1.本发明涉及太阳能热利用技术领域。更具体地说，本发明涉及一种太阳能水工质自然循环饱和蒸汽吸热器。


背景技术：

2.目前各个行业的用汽用热大量使用煤炭、石油、天然气作为热源，这些化石燃料的燃烧产生了大量的污染物，如：粉尘、氮氧化物、硫化物、二氧化碳等，这些有害物和温室气体的排放对环境造成了污染和影响。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生清洁能源，对解决人类的能源危机、环境污染、气候变化问题具有重大意义。
3.在光热利用领域，常见的有太阳能热水器、太阳能热发电设备等，均属于低温利用和高温利用，而工业领域大多需要中温光热利用，目前的技术和应用还很少。
4.现有产生饱和水蒸汽的技术和装置，常见的有下面几种：直燃锅炉和余热锅炉，燃烧会产生大量的污染物和碳排放，对环境造成污染；电加热锅炉，耗电量高，运行成本高，受区域电负荷控制影响；流体热交换器，需要外来能量加热热源流体，属于二次热交换，适用范围窄。上述这些技术和装置，其能量来源都存在一定的污染物和碳排放，存在应用上的局限性。
5.另外现有的吸热器中，吸热管屏中的每根吸热管在竖直方向上的膨胀量不一致，可能引起吸热管道内产生较大的热应力，容易导致吸热管道的变形和损坏；另外还存在不具备给予受热膨胀的吸热管道一定缓冲空间和足够的返修空间的功能。


技术实现要素：

6.本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
7.本发明还有一个目的是提供一种太阳能水工质自然循环饱和蒸汽吸热器，其高效经济，便于组装和检修维护。
8.为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种本发明提供一种太阳能水工质自然循环饱和蒸汽吸热器，包括吸热管屏，所述吸热管屏设置有多组竖直排列的管组，每组管组包括多根吸热管道，每根吸热管道设置有中部的直管段、以及两端的弯管段，且每根吸热管道两端的弯管段的弯曲度不同，每组管组的多根吸热管道的直管段相互平行并列设置，两端的弯管段偏折入同一平面内。
9.优选的是，每根吸热管道两端的弯管段分为第一弯管段和第二弯管段，所述第一弯管段的弯曲度小于第二弯管段的弯曲度。
10.优选的是，每组管组包括四根吸热管道，四根吸热管道的第一弯管段和第二弯管段的排列位置各不相同，每相邻的两根吸热管道的弯管段均呈轴对称或中心对称排列。
11.优选的是，每个吸热管道的第一弯管段包括依次连接的连接管一、连接管二和连接管三，所述连接管一与直管段的一端连接，所述连接管二与直管段平行。
12.优选的是，每个吸热管道的第二弯管段包括依次连接的连接管四、连接管五和连
接管六，所述连接管四与直管段的另一端连接，所述连接管五与直管段平行。
13.优选的是，每组管组的四根吸热管道的直管段相互平行并列设置在平面一内，四根吸热管道的第一弯管段中的连接管二和连接管三、第二弯管段中的连接管五和连接管六均设置于平面二内，所述平面一与平面二相互垂直。
14.优选的是，还包括上集箱和下集箱，所述吸热管屏中每根吸热管道两端的弯管段分别与上集箱和下集箱连通。
15.优选的是，所述吸热管屏的外周设置有支撑框架和两个遮光罩，所述支撑框架设置在所述吸热管屏的背光侧，两个遮光罩设置在所述吸热管屏的受光侧，并分别覆盖在上集箱和下集箱的外周。
16.优选的是，还包括自然循环装置，其设置有锅筒和钢架，所述下集箱通过供水管和下降管与锅筒连通，所述上集箱通过引出管与锅筒连通，所述锅筒上还设置蒸汽出口并连接有饱和蒸汽管道，所述锅筒和吸热管屏分别位于钢架的内外两侧。
17.优选的是，所述吸热管屏由多组管组排列形成平板形、折角形、四方形或多边形。
18.本发明至少包括以下有益效果：本发明提供了一种涵盖所有功率的太阳能水工质自然循环饱和蒸汽吸热器，利用聚光太阳能作为能量输入，加热吸热管屏内部的水，产生的饱和蒸汽，可适用于工业、制药、食品加工、供暖等各个用热用汽行业。吸热器制取蒸汽的过程中不产生任何污染物排放和碳排放，是一种清洁可再生、高效经济、便于组装和检修维护的饱和蒸汽发生装置。
19.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
20.图1为本发明在一个技术方案中所述吸热管屏的主视图；
21.图2为本发明在另一个技术方案中所述吸热管屏的侧视图；
22.图3为本发明在另一个技术方案中所述吸热管道的主视图；
23.图4为本发明在另一个技术方案中每组管组中四根吸热管道的排列方式；
24.图5为本发明在另一个技术方案中所述太阳能水工质自然循环饱和蒸汽吸热器的结构示意图；
25.图6为本发明在另一个技术方案中所述太阳能水工质自然循环饱和蒸汽吸热器的水循环流程图。
具体实施方式
26.下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
27.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
28.需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
29.在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖
直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
30.如图1～6所示，本发明提供一种太阳能水工质自然循环饱和蒸汽吸热器，包括吸热管屏100，所述吸热管屏100设置有多组竖直排列的管组101，每组管组101包括多根吸热管道102，每根吸热管道102设置有中部的直管段103、以及两端的弯管段104，且每根吸热管道102两端的弯管段104的弯曲度不同，每组管组101的多根吸热管道102的直管段103相互平行并列设置，两端的弯管段104偏折入同一平面内。
31.在上述技术方案中，本发明所述太阳能水工质自然循环饱和蒸汽吸热器，设置有垂直悬吊式的吸热管屏100，所述吸热管屏100采用平面布置，由若干个吸热管道102组成一个平面，吸收定日镜反射的太阳光，所述吸热管道102的中间为直管段103，两端分别为特殊设计的弯管段104，且两端弯管段104的弯曲程度不同，每组管组101中的多个吸热管道102可以依次为正装、倒装、翻折180
°
后正装、翻折180
°
后倒装，使其直管段103平行并列在同一平面内，弯管段104交替设置在平面的两侧。吸热管屏100采用特殊设计的弯管结构，仅采用2种不同形状的弯管，就可以组合成带膨胀弯和满足焊接空间的吸热管屏100，可以吸收吸热管道102之间的热膨胀差，同时有足够的返修空间方便工地快速更换意外损坏的吸热管道102，且吸热器可整体组装出厂，整体起吊安装。本技术方案提供了一种涵盖全功率的太阳能水工质自然循环吸热器，利用聚光太阳能作为能量输入，加热吸热管屏100内部的水，产生饱和蒸汽，可适用于工业、制药、食品加工、供暖等各个用热用汽行业。吸热器制取蒸汽的过程中不产生任何污染物排放和碳排放，是清洁可再生、高效经济的饱和蒸汽发生装置，且便于组装和检修维护。
32.另一种技术方案中，每根吸热管道102两端的弯管段104分为第一弯管段105和第二弯管段106，所述第一弯管段105的弯曲度小于第二弯管段106的弯曲度。
33.另一种技术方案中，每组管组101包括四根吸热管道102，四根吸热管道102的第一弯管段105和第二弯管段106的排列位置各不相同，每相邻的两根吸热管道102的弯管段均呈轴对称或中心对称排列。本技术方案中，四个吸热管道102可以依次为正装、倒装、翻折180
°
后正装、翻折180
°
后倒装，所述吸热管屏100采用特殊设计的弯管结构，仅通过2种不同形状的弯管，就可以组合成带膨胀弯和满足焊接空间的管屏，可以吸收管道之间的热膨胀差，同时有足够的返修空间方便工地快速更换意外损坏的管道。
34.另一种技术方案中，每个吸热管道102的第一弯管段105包括依次连接的连接管一107、连接管二108和连接管三109，所述连接管一与直管段103的一端连接，所述连接管二与直管段103平行。
35.另一种技术方案中，每个吸热管道102的第二弯管段106包括依次连接的连接管四110、连接管五111和连接管六112，所述连接管四与直管段103的另一端连接，所述连接管五与直管段103平行。
36.另一种技术方案中，每组管组101的四根吸热管道102的直管段103相互平行并列设置在平面一内，四根吸热管道102的第一弯管段105中的连接管二108和连接管三109、第二弯管段106中的连接管五111和连接管六112均设置于平面二内，所述平面一与平面二相互垂直。本技术方案中，所述连接管一107、连接管三109与连接管二108轴线之间的夹角最
优为35
°
，所述连接管四110、连接管六112与连接管五111轴线之间的夹角最优为70
°
，使第一弯管段105为偏移0.5倍管节距的空间弯管，第二弯管段106为偏移1.5倍管节距的空间弯管。
37.另一种技术方案中，还包括上集箱200和下集箱201，所述吸热管屏100中每根吸热管道102两端的弯管段分别与上集箱200和下集箱201连通。
38.另一种技术方案中，所述吸热管屏100的外周设置有支撑框架300和两个遮光罩301，所述支撑框架300设置在所述吸热管屏100的背光侧，两个遮光罩301设置在所述吸热管屏100的受光侧，并分别覆盖在上集箱200和下集箱201的外周。本技术方案中，吸热器的受热面采用单侧平面式布置，吸热管屏100采用模块化设计，背部配置支撑框架300，可同时用作制造工艺工装、包装运输框架，工地安装时可方便的将支撑框架300安装于钢架上，既节省材料，又方便制造运输安装。
39.另一种技术方案中，还包括自然循环装置，其设置有锅筒400和钢架，所述下集箱201通过供水管402和下降管403与锅筒400连通，所述上集箱200通过引出管404与锅筒400连通，所述锅筒400上还设置蒸汽出口并连接有饱和蒸汽管道，所述锅筒400和吸热管屏100分别位于钢架的内外两侧。本技术方案中，吸热器采用自然循环方式，不需要设置强制循环泵，吸热管屏100将水加热为汽水混合物，通过引出管404进入锅筒400，经过汽水分离后，产生饱和蒸汽由锅筒400上的饱和蒸汽管道输送至下游用户，锅筒400内的水经过下降管403和供水管402进入吸热管屏100。所述钢架为框架式结构，吸热管屏100位于钢架外侧，锅筒400置于钢架内侧，通过钢架内的平台楼梯可以到达各层平台，对吸热器进行操作、监控、维护和检修。
40.另一种技术方案中，所述吸热管屏100由多组管组101排列形成平板形、折角形、四方形或多边形。本技术方案中，吸热管屏100可以采用单侧平面布置，也可以采用折角形布置、四方形布置、多边形布置，灵活多变。
41.这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
42.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。