一种太阳能集热系统及其控制方法
【专利摘要】本发明涉及太阳能热发电领域，尤其涉及一种太阳能集热系统及其控制方法，包括至少一个太阳能集热单元，该太阳能集热单元包括：至少一个集热模块、第一工质管路系统，还包括第二工质支管道，第二工质支管道内部设置有至少一个中空容器，第一工质流经中空容器，与第二工质发生换热，第一工质集箱与第一工质第二主管道、第一工质第一主管道连通，本发明通过增加第二工质支管道和中空容器，减小了第一工质的用量和工作距离，减少了成本，且便于预热及保温，本发明中第二工质流量可以调节，避免了第二工质能流密度小的缺点，且在常压或低压状态下工作，安全稳定。
【专利说明】一种太阳能集热系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能热发电领域，尤其涉及一种太阳能集热系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]在煤、石油、天然气等非可再生能源日益枯竭的今天，人们亟需一种替代能源，而太阳能以其清洁无污染、原材料便宜、利用率高等诸多优势越来越受到人们的关注。太阳能光热发电系统大致分为三类:槽式线聚焦系统、塔式系统和碟式系统，其中塔式系统是利用一组独立跟踪太阳的定日镜将阳光聚焦到一个固定在塔顶部的集热器上，在集热器的腔体内产生高温,把通过腔体的发电工质(如空气、或其他气体)加热推动Brayton循环，最终将热能转化为电能，其能源转换效率可以达到35%-40%。
[0003]现有技术中，直接吸收太阳能须采用能流密度高的工质，快速吸收热量，如锡、熔融盐，但这两种工质成本较高，且在常温下为固体，如果整套集热系统均采用此类工质，一是会大大增加成本，二是工作开始前预加热困难，降低了系统效率，工作完成后保温较困难且成本高；又如导热油，其沸点较低，预加热简单，但不能作为较大规模电站的工质；又如空气，工质成本很低，但却需要在高压状态下工作，增加了集热器管路系统及配套管路系统的设计难度，增加了成本。由于集热器结构和大小的限制，在常压或低压状态下，集热系统的成本普遍较高，而且工质的工作距离较大，不利于预热及保温。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提出一种成本较低、安全稳定且便于预热及保温太阳能集热系统及其控制方法。
[0005]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0006]一种太阳能集热系统，包括至少一个太阳能集热单元，太阳能集热单元包括:至少一个集热模块、第一工质管路系统，集热模块设置有第一工质进口和第一工质出口，第一工质管路系统包括:第一工质第一主管道、第一工质第二主管道、第一工质第五主管道及第一工质进口支管道、第一工质出口支管道，集热模块的第一工质进口通过第一工质进口支管道与第一工质第二主管道连通，集热模块的第一工质出口通过第一工质出口支管道与第一工质第五主管道连通，还包括第二工质支管道，第二工质支管道内部设置有至少一个中空容器，中空容器设置有进口与出口，中空容器的进口与第一工质第五主管道连通，中空容器的出口与第一工质第一主管道连通，当太阳能集热单元的第一工质与该太阳能集热单元的第二工质发生换热时，中空容器的进口与第一工质第五主管道连通，中空容器的出口与第一工质第一主管道连通。
[0007]其中，太阳能集热单元还包括:第一工质集箱、第一多向阀、第二多向阀、第三多向阀、第四多向阀，第一工质管路系统还包括:第一工质第三主管道、第一工质第四主管道，当该太阳能集热单元的第一工质与另一个太阳能集热单元的第一工质发生换热时，第二多向阀将中空容器的进口与第一工质第三主管道连通，第一多向阀将中空容器的出口与第一工质第三主管道连通，第一工质第三主管道与第一工质第四主管道连通，第一工质第四主管道穿过和/或缠绕经过另一个太阳能集热单元的第一工质集箱，完成两个太阳能集热单元的换热，第一工质集箱与第一工质第二主管道、第一工质第一主管道连通，所述第一工质第一主管道上设置有第四多向阀，所述第一工质第二主管道上设置有第三多向阀，第三多向阀和第四多向阀通过一段管道连通。
[0008]其中，还包括用于太阳能集热单元与另一个或另外多个太阳能集热单元相连通的第五多向阀，第五多向阀位于第一工质第三主管道与第一工质第四主管道的连接处。
[0009]其中，还包括第二工质主管道，第二工质主管道上设置有第六多向阀，第二工质主管道通过第六多向阀与一个或多个太阳能集热单元的第二工质支管道连通。
[0010]其中，中空容器的出口处设置有温度传感器。
[0011]其中，第二工质支管道上设置有阀门，该阀门在中空容器上游，用于控制流进中空容器的第二工质的流量。
[0012]其中，第一工质集箱上设置有电伴热系统，第一工质管路系统上设置有电伴热系统，中空容器上设置有电伴热系统。
[0013]其中，第一工质集箱的至少一面设置有遮光板，第一工质集箱朝向定日镜的一面设置有吸光涂层。
[0014]其中，第一工质第二主管道上设置有泵，泵位于第一工质进口支管道的与第三多向阀之间；第一工质进口支管道与集热模块的第一工质进口的连接处设置有流量控制阀门；第一工质出口支管道与集热模块的第一工质出口的连接处设置有出口温度传感器；集热模块上设置有光强传感器。
[0015]其中，还包括保护气体缓冲箱，保护气体缓冲箱的出口通过出气管道与第一工质第二主管道连通，该连通处位于泵的上游、第三多向阀的下游，保护气体缓冲箱的进口通过进气管道与第一工质集箱连通，保护气体缓冲箱的顶部还设置有细管，使保护气体与大气连通。
[0016]其中，还包括保护气体储罐，保护气体储罐与保护气体缓冲箱4通过气体管道连通，气体管道上设置有阀门。
[0017]其中，还包括第一工质回流管道及电控阀，第一工质回流管道的一端通过电控阀与集热模块连通，第一工质回流管道的另一端与第一工质集箱连通。
[0018]其中，第二工质支管道的内部设置有第二工质流量调节装置。
[0019]其中，还包括集热塔主塔、集热塔横臂，集热单元与集热塔主塔通过第一导轨连接，集热塔横臂上设置有起重装置，起重装置用于使集热单元沿着第一导轨上下移动，当集热单元向上移动至一设定的位置时，集热单元的第二工质支管道与集热塔主塔的第二工质支管道自动对接，对接位置设置有对接装置，对接成功后，控制定位机构将集热单元固定在集热塔主塔上。
[0020]其中，对接装置为漏斗形，用于增大对接装置的误差允许范围。
[0021 ] 其中，对接装置上设置有密封装置。
[0022]其中，对接装置上设置有自动对接模块，使对接装置自动对接。
[0023]其中，对接装置上设置有软连接装置。
[0024]其中，集热单元由电机控制在设定的自由度内进行旋转。[0025]其中，集热模块面向定日镜场的方向设置有图像传感器阵列，通过第二导轨移动，校准定日镜的误差。
[0026]一种太阳能集热系统的控制方法，包括:
[0027]a、预加热阶段:
[0028]al、打开第一工质集箱上的遮光板，太阳光直接加热太阳能集热单元中第一工质集箱中的第一工质；
[0029]a2、太阳光加热集热模块中第一工质，使用熔点低的第一工质的太阳能集热单元内的第一工质达到预设温度后，通过该太阳能集热单元的第一工质第五主管道和第一工质第三主管道及第五多向阀流向第一工质第四主管道，第一工质第四主管道穿过另一个使用熔点高的第一工质的太阳能集热单元的第一工质集箱，利用熔点低的第一工质预加热熔点高的第一工质；
[0030]a3、第二工质经过其他热源加热后，通过第二工质主管道流向第二工质支管道，流向使用熔点低的第一工质的太阳能集热单元的中空容器，加热中空容器中熔点低的第一工质，然后利用熔点低的第一工质加热熔点高的第一工质；
[0031]b、工作阶段:
[0032]bl、工作阶段的工作工质是熔点高的第一工质，该第一工质从泵通过第一工质第二主管道和第一工质进口支管道流入集热模块中，第一工质通过集热模块第一工质出口流入第一工质出口支管道和第一工质第五主管道；
[0033]b2、加热第二工质:第一工质通过第二多向阀流入中空容器，加热第二工质支管道中的第二工质，然后流经第一多向阀、第一工质第一主管道、第四多向阀、第三多向阀，回到泵，此时第三多向阀和第四多向阀连通，第一工质不流回第一工质集箱，当中空容器的出口处设置的温度传感器测量得到的温度低于设定温度时，第二工质流量调节装置自动调小第二工质支管道上的阀门的开度，以减小流量，当测量得到的温度高于设定温度时，第二工质流量调节装置自动调大第二工质支管道上的阀门的开度，以增加流量，集热模块第一工质进口处设置的流量控制阀门，根据光强传感器及集热模块第一工质出口处设置的温度传感器测量得到的数据自动调节第一工质的流量，使每个集热模块第一工质出口处的第一工质温度相同；
[0034]b3、两个以上太阳能集热单元连续叠加加热同一第一工质:当该太阳能集热单元中的第一工质和另一个太阳能集热单元或另外多个太阳能集热单元中的第一工质相同时，该第一工质依次流过上述使用该第一工质的太阳能集热单元，对该第一工质进行连续叠加加热，该第一工质加热后再与第二工质换热；
[0035]b4、两个以上太阳能集热单元中的第一工质连续加热同一第二工质:控制第六多向阀，使第二工质依次流过多个太阳能集热单元中的中空容器，上述这些太阳能集热单元中的第一工质连续加热该第二工质。
[0036]其中，还包括:
[0037]C、辅助保护阶段:
[0038]Cl、工作开始时，泵使第一工质集箱中的第一工质重新流入第一工质管路系统中，保护气体被压回第一工质集箱并通过进气管道回到保护气体缓冲箱；
[0039]c2、工作结束时，保护气体缓冲箱将保护气体通过出气管道流入第一工质第二主管道，将第一工质管路系统中的第一工质压入第一工质集箱，保温，以待下次使用；
[0040]C3、当保护气体缓冲箱内的保护气体不足时，保护气体储罐向保护气体缓冲箱内补充保护气体。
[0041]其中，还包括:
[0042]d、紧急加热阶段:
[0043]当第一工质管路系统残留固化的第一工质时，通过电伴热系统加热固化第一工质；
[0044]当中空容器残留固化的第一工质时，通过电伴热系统加热固化第一工质，或者通过其他热源加热的第二工质加热中空容器中固化的第一工质。
[0045]本发明的有益效果为:一种太阳能集热系统，包括至少一个太阳能集热单元，太阳能集热单元包括:至少一个集热模块、第一工质管路系统，集热模块设置有第一工质进口和第一工质出口，第一工质管路系统包括:第一工质第一主管道、第一工质第二主管道、第一工质第五主管道及第一工质进口支管道、第一工质出口支管道，集热模块的第一工质进口通过第一工质进口支管道与第一工质第二主管道连通，集热模块的第一工质出口通过第一工质出口支管道与第一工质第五主管道连通，还包括第二工质支管道，第二工质支管道内部设置有至少一个中空容器，中空容器设置有进口与出口，中空容器的进口与第一工质第五主管道连通，中空容器的出口与第一工质第一主管道连通，当该太阳能集热单元的第一工质与该太阳能集热单元的第二工质发生换热时，中空容器的进口与第一工质第五主管道连通，中空容器的出口与第一工质第一主管道连通，本发明通过增加第二工质支管道和中空容器，减小了第一工质的用量，减小了第一工质的工作距离，减少了成本，且便于预热及保温，而且第二工质流量可以调节，避免了第二工质能流密度小的缺点，且在常压或低压状态下工作，安全稳定。
【专利附图】
【附图说明】
[0046]图1是本发明太阳能集热单元结构图
[0047]图2是本发明多个太阳能集热单元在集热塔主塔上的分布图
[0048]图3是本发明多个太阳能集热单元相互连接图
[0049]图4是本发明第二工质流量调节装置示意图
[0050]图5是本发明第一工质回流管道示意图
[0051]图6是本发明集热单元与集热塔连接示意图
[0052]图7是本发明图像传感器阵列分布图
[0053]图8是多个太阳能集热单元连续叠加加热同一第一工质示意图【具体实施方式】
[0054]下面将结合图1-图8并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0055]一种太阳能集热系统，包括至少一个太阳能集热单元，太阳能集热单元包括:至少一个集热模块2、第一工质管路系统14，集热模块2设置有第一工质进口 15和第一工质出口 16，第一工质管路系统14包括:第一工质第一主管道6a、第一工质第二主管道6b、第一工质第五主管道6e及第一工质进口支管道7c、第一工质出口支管道7b，集热模块2的第一工质进口 15通过第一工质进口支管道7c与第一工质第二主管道6b连通，集热模块2的第一工质出口 16通过第一工质出口支管道7b与第一工质第五主管道6e连通，还包括第二工质支管道19，第二工质支管道19内部设置有至少一个中空容器18，中空容器18设置有进口与出口，中空容器18的进口与第一工质第五主管道6e连通，中空容器18的出口与第一工质第一主管道6a连通，当太阳能集热单元的第一工质与该太阳能集热单元的第二工质发生换热时，中空容器18的进口与第一工质第五主管道6e连通，中空容器18的出口与第一工质第一主管道6a连通。
[0056]在本实施例中，太阳能集热单元还包括:第一工质集箱3、第一多向阀17a、第二多向阀17b、第三多向阀17c、第四多向阀17d,第一工质管路系统14还包括:第一工质第三主管道6c、第一工质第四主管道6d，当该太阳能集热单元的第一工质与另一个太阳能集热单元的第一工质发生换热时，第二多向阀17b将中空容器18的进口与第一工质第三主管道6c连通，第一多向阀17a将中空容器18的出口与第一工质第三主管道6c连通，第一工质第三主管道6c与第一工质第四主管道6d连通，第一工质第四主管道6d穿过和/或缠绕经过另一个太阳能集热单元的第一工质集箱3，完成两个太阳能集热单元的换热，第一工质集箱3与第一工质第二主管道6b、第一工质第一主管道6a连通，第一工质第一主管道6a上设置有第四多向阀17d，第一工质第二主管道6b上设置有第三多向阀17c，第三多向阀17c和第四多向阀17d通过一段管道连通。
[0057]作为另一种实施例，太阳能集热单元包含两个或多个集热模块2。
[0058]作为另一种实施例，第二工质支管道19内部设置有两个或多个中空容器18。
[0059]在本实施例中，还包括用于太阳能集热单元与另一个或另外多个太阳能集热单元相连通的第五多向阀25,第五多向阀25位于第一工质第三主管道6c与第一工质第四主管道6d的连接处。如图3所示22a、22b、22c、22d分别为一个太阳能集热单元，他们之间的第一工质主管道通过多向阀25来选择连通。
[0060]如图2所示，是本发明多个太阳能集热单元在集热塔主塔上的分布图，集热塔主塔24共包含四个横臂23，每个横臂23的尾端都安装有一个太阳能集热单元，也即图3所示的 22a、22b、22c、22d。
[0061]在本实施例中，太阳能集热系统还包括第二工质主管道，第二工质主管道上设置有第六多向阀26，第二工质主管道通过第六多向阀26与一个或多个太阳能集热单元的第二工质支管道19连通，当多个太阳能集热单元连接在一起时，就需要一个第二工质主管道来将这些第二工质支管道19连通起来，并向所有第二工质支管道19提供第二工质。
[0062]在本实施例中，多向阀26与四个太阳能集热单元的第二工质支管道19连通。
[0063]中空容器18的出口处设置有温度传感器，该温度传感器与第二工质支管道内的流量调节装置相连接，当该温度传感器测量到的温度有变化时，可以通过流量调节装置调节第二工质的流量大小。
[0064]第二工质支管道19上设置有阀门，该阀门在中空容器18上游，用于控制流进中空容器18的第二工质的流量。
[0065]在本实施例中，第一工质集箱3上设置有电伴热系统20,第一工质管路系统14上设置有电伴热系统20，中空容器18上设置有电伴热系统20。
[0066]第一工质集箱3的一面设置有遮光板8,第一工质集箱3朝向定日镜的一面设置有吸光涂层，遮光板8既能遮光又能保温，打开时允许太阳光照射第一工质集箱3，加热第一工质集箱3中的第一工质，关闭时起保温作用，吸光涂层用于提高第一工质集箱3的吸热效率。
[0067]第一工质第二主管道6b上设置有泵13，泵13位于第一工质进口支管道7c的与第三多向阀17c之间；第一工质进口支管道7c与集热模块2的第一工质进口 15的连接处设置有流量控制阀门10 ;第一工质出口支管道7b与集热模块2的第一工质出口 16的连接处设置有出口温度传感器11 ;集热模块2上设置有光强传感器12。
[0068]在本实施例中,太阳能集热单元还包括保护气体缓冲箱4,保护气体缓冲箱4的出口通过出气管道9a与第一工质第二主管道6b连通，该连通处位于泵13的上游、第三多向阀17c的下游，保护气体缓冲箱4的进口通过进气管道9b与第一工质集箱3连通，保护气体缓冲箱4的顶部还设置有细管，使保护气体与大气连通以维持系统压力，在本实施例中，保护气体选用IS气，由于IS气密度比空气大，系统稳定时IS气不会通过细管流出。
[0069]在本实施例中,太阳能集热单元还包括保护气体储罐21,保护气体储罐21与保护气体缓冲箱4通过气体管道连通，气体管道上设置有阀门。
[0070]在本实施例中，第一工质在换热时为液体，优选为锡，第二工质在换热时为气体，优选为空气。
[0071]如图5所示，太阳能集热单元还包括第一工质回流管道36及电控阀37，第一工质回流管道36的一端通过电控阀37与集热模块3连通，第一工质回流管道36的另一端与第一工质集箱3连通，当出现特殊情况时需要将系统内的第一工质排空，而保护气体缓冲箱不能使用时，就可以把电控阀37打开，令集热模块2中的第一工质通过第一工质回流管道36回流到第一工质集箱3。
[0072]如图4所示，第二工质支管道19内部设置有第二工质流量调节装置，在本实施例中，该流量调节装置包括:冷却泵27、电机28、轴承冷却腔29、轴30、轴承31、冷却气体管道32、叶片33、迷宫密封34和轴承支撑座35，电机28带动叶片33转动，通过控制电机的转速来调节第二工质支管道19中的第二工质的流量，轴承支撑座35内设置有冷却气体管道32，与轴承冷却腔29连通，冷却气体通过冷却泵27压入轴承冷却腔29以冷却轴承31 ;冷却气体可以与第二工质为同种物质，在本实施例中，皆为空气，在轴承冷却腔29处泄露部分气体可直接进入第二工质支管道19，不影响工况；周30与第二工质支管道19连接处采用迷宫密封，而轴承支撑座35沿第二工质流向方向的截面积较小，基本不影响第二工质流动。
[0073]如图6所示，在本实施例中，太阳能集热系统还包括集热塔主塔24、集热塔横臂23，集热单元与集热塔主塔24通过第一导轨39连接，集热塔横臂23上设置有起重装置41，起重装置41用于使集热单元沿着第一导轨39上下移动，当集热单元向上移动至一设定的位置时，集热单元的第二工质支管道19与集热塔主塔24的第二工质支管道19自动对接，对接位置设置有对接装置40，对接成功后，控制定位机构将集热单元固定在集热塔主塔24上，当需要维护、修理集热单元时，用起重装置41将集热单元向下移动至地面。
[0074]在本实施例中，对接装置40为漏斗形，用于增大对接装置40的误差允许范围。
[0075]在本实施例中，对接装置40上设置有密封装置，密封装置由橡胶或塑料等材料组成。
[0076]作为另一种实施例，对接装置40上设置有自动对接模块，自动对接模块由磁铁或电磁铁等材料组成，当集热单元的第二工质支管道19与集热塔主塔24的第二工质支管道19靠近时，对接装置40自动对接。
[0077]作为另一种实施例，对接装置40上设置有软连接装置，如波纹管或关节管道，以便于集热单元旋转，以应对不同季节的太阳入射角，提高集热效率。
[0078]在本实施例中，集热单元由电机控制在设定的自由度内进行旋转。
[0079]如图7所示，在本实施例中，集热模块2面向定日镜场的方向设置有图像传感器阵列38，通过第二导轨42移动，校准定日镜的误差。
[0080]一种太阳能集热系统的控制方法，包括:
[0081]a、预加热阶段:
[0082]al、打开第一工质集箱3上的遮光板8，太阳光直接加热太阳能集热单元中第一工质集箱3中的第一工质；
[0083]a2、太阳光加热集热模块2中第一工质，使用熔点低的第一工质的太阳能集热单元内的第一工质达到预设温度后，通过该太阳能集热单元的第一工质第五主管道6e和第一工质第三主管道6c及第五多向阀25流向第一工质第四主管道6d，第一工质第四主管道6d穿过另一个使用熔点高的第一工质的太阳能集热单元的第一工质集箱3，利用熔点低的第一工质预加热熔点高的第一工质；
[0084]在本实施例中，太阳能集热单元22a中的第一工质为导热油，熔点较低，太阳能集热单元22b、22c及22d中的第一工质为锡，熔点较高。
[0085]a3、第二工质经过其他热源加热后，通过第二工质主管道流向第二工质支管道19，流向使用熔点低的第一工质的太阳能集热单元的中空容器18，加热中空容器18中熔点低的第一工质，然后利用熔点低的第一工质加热熔点高的第一工质；
[0086]b、工作阶段:
[0087]bl、工作阶段的工作工质是熔点高的第一工质，该第一工质从泵13通过第一工质第二主管道6b和第一工质进口支管道7c流入集热模块2中，第一工质通过集热模块2第一工质出口 16流入第一工质出口支管道7b和第一工质第五主管道6e ；
[0088]b2、加热第二工质:第一工质通过第二多向阀17b流入中空容器18，加热第二工质支管道19中的第二工质，然后流经第一多向阀17a、第一工质第一主管道6a、第四多向阀17d、第三多向阀17c，回到泵13，此时第三多向阀17c和第四多向阀17d连通，第一工质不流回第一工质集箱3，当中空容器18的出口处设置的温度传感器测量得到的温度低于设定温度时，第二工质流量调节装置自动调小第二工质支管道19上的阀门的开度，以减小流量，当测量得到的温度高于设定温度时，第二工质流量调节装置自动调大第二工质支管道19上的阀门的开度，以增加流量，集热模块2第一工质进口 15处设置的流量控制阀门10，根据光强传感器12及集热模块2第一工质出口 16处设置的温度传感器11测量得到的数据自动调节第一工质的流量，使每个集热模块2第一工质出口 16处的第一工质温度相同；
[0089]作为另一种实施例，加热第二工质时:第一工质通过第二多向阀17b流入中空容器18，加热第二工质支管道19中的第二工质，然后流经第一多向阀17a、第一工质第一主管道6a、第四多向阀17d、第一工质集箱3、第三多向阀17c，回到泵13，此时第三多向阀17c和第四多向阀17d不连通，第一工质流经第一工质集箱3进行循环。
[0090]b3、两个以上太阳能集热单元连续叠加加热同一第一工质:当该太阳能集热单元中的第一工质和另一个太阳能集热单元或另外多个太阳能集热单元中的第一工质相同时，该第一工质依次流过上述使用该第一工质的太阳能集热单元，对该第一工质进行连续叠加加热，该第一工质加热后再与第二工质换热；
[0091]b4、两个以上太阳能集热单元中的第一工质连续加热同一第二工质:控制第六多向阀26，使第二工质依次流过多个太阳能集热单元中的中空容器18，上述这些太阳能集热单元中的第一工质连续加热该第二工质。如图8所示，太阳能集热单元22b、22c、22d中的第一工质都是锡，第一工质从第一工质集箱3经第四多向阀17d、第六多向阀17f进入22c的集热模块2进行第一次加热，然后经22c的第一工质第三主管道6c进入22b的集热模块2进行第二次加热，然后经22b的第一工质第三主管道6c、第五多向阀17e进入22d的集热模块2进行第三次加热，加热后进入22d的中空容器进行换热。本实施例多用于太阳光照较差的时候。
[0092]在本实施例中，还包括:
[0093]C、辅助保护阶段:
[0094]Cl、工作开始时，泵13使第一工质集箱3中的第一工质重新流入第一工质管路系统14中，保护气体被压回第一工质集箱3并通过进气管道9b回到保护气体缓冲箱4 ；
[0095]c2、工作结束时，保护气体缓冲箱4将保护气体通过出气管道9a流入第一工质第二主管道6b，将第一工质管路系统14中的第一工质压入第一工质集箱3，保温，以待下次使用；
[0096]c3、当保护气体缓冲箱4内的保护气体不足时，保护气体储罐21向保护气体缓冲箱4内补充保护气体。
[0097]在本实施例中，还包括:
[0098]d、紧急加热阶段:
[0099]当第一工质管路系统14残留固化的第一工质时，通过电伴热系统20加热固化第一工质;
[0100]当中空容器18残留固化的第一工质时，通过电伴热系统20加热固化第一工质，或者通过其他热源加热的第二工质加热中空容器18中固化的第一工质。
[0101]以上所述仅为本发明的【具体实施方式】，这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它【具体实施方式】，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种太阳能集热系统，包括至少一个太阳能集热单元，所述太阳能集热单元包括:至少一个集热模块(2)、第一工质管路系统(14)，所述集热模块(2)设置有第一工质进口(15)和第一工质出口(16)，所述第一工质管路系统(14)包括:第一工质第一主管道(6a)、第一工质第二主管道(6b)、第一工质第五主管道(6e)及第一工质进口支管道(7c)、第一工质出口支管道(7b)，集热模块(2)的第一工质进口(15)通过第一工质进口支管道(7c)与第一工质第二主管道(6b)连通，集热模块(2)的第一工质出口(16)通过第一工质出口支管道(7b)与第一工质第五主管道(6e)连通，其特征在于，还包括第二工质支管道(19)，所述第二工质支管道(19)内部设置有至少一个中空容器(18)，中空容器(18)设置有进口与出口，中空容器(18)的进口与第一工质第五主管道(6e)连通，中空容器(18)的出口与第一工质第一主管道(6a)连通，当所述太阳能集热单元的第一工质与该太阳能集热单元的第二工质发生换热时，中空容器(18)的进口与第一工质第五主管道(6e)连通，中空容器(18)的出口与第一工质第一主管道(6a)连通。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能集热系统，其特征在于，所述太阳能集热单元还包括:第一工质集箱(3)、第一多向阀(17a)、第二多向阀(17b)、第三多向阀(17c)、第四多向阀(17d)，所述第一工质管路系统(14)还包括:第一工质第三主管道(6c)、第一工质第四主管道(6d)，当所述太阳能集热单元的第一工质与另一个太阳能集热单元的第一工质发生换热时，第二多向阀(17b)将中空容器(18)的进口与第一工质第三主管道(6c)连通，第一多向阀(17a)将中空容器(18)的出口与第一工质第三主管道(6c)连通，第一工质第三主管道(6c)与第一工质第四主管道(6d)连通，第一工质第四主管道(6d)穿过和/或缠绕经过另一个太阳能集热单元的第一工质集箱(3)，完成两个太阳能集热单元的换热，第一工质集箱(3)与第一 工质第二主管道(6b)、第一工质第一主管道(6a)连通，所述第一工质第一主管道(6a)上设置有第四多向阀(17d)，所述第一工质第二主管道(6b)上设置有第三多向阀(17c)，第三多向阀(17c)和第四多向阀(17d)通过一段管道连通。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能集热系统，其特征在于，还包括用于所述太阳能集热单元与另一个或另外多个太阳能集热单元相连通的第五多向阀(25)，第五多向阀(25)位于第一工质第三主管道(6c)与第一工质第四主管道(6d)的连接处。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能集热系统，其特征在于，还包括第二工质主管道，所述第二工质主管道上设置有第六多向阀(26)，第二工质主管道通过第六多向阀(26)与一个或多个太阳能集热单元的第二工质支管道(19)连通。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能集热系统，其特征在于，所述中空容器(18)的出口处设置有温度传感器。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能集热系统，其特征在于，所述第二工质支管道(19)上设置有阀门，该阀门靠近中空容器(18)，用于控制流进中空容器(18)的第二工质的流量。
7.根据权利要求2所述的一种太阳能集热系统，其特征在于，所述第一工质集箱(3)上设置有电伴热系统(20)，第一工质管路系统(14)上设置有电伴热系统(20)，中空容器(18)上设置有电伴热系统(20)。
8.根据权利要求2所述的一种太阳能集热系统，其特征在于，所述第一工质集箱(3)的至少一面设置有遮光板(8 )，所述第一工质集箱(3 )朝向定日镜的一面设置有吸光涂层。
9.根据权利要求2所述的一种太阳能集热系统，其特征在于，所述第一工质第二主管道(6b)上设置有泵(13)，泵(13)位于第一工质进口支管道(7c)的与第三多向阀(17c)之间；所述第一工质进口支管道(7c)与集热模块(2)的第一工质进口( 15)的连接处设置有流量控制阀门(10);所述第一工质出口支管道(7b)与集热模块(2)的第一工质出口(16)的连接处设置有出口温度传感器(11);所述集热模块(2 )上设置有光强传感器(12)。
10.根据权利要求9所述的一种太阳能集热系统，其特征在于，还包括保护气体缓冲箱(4)，保护气体缓冲箱(4)的出口通过出气管道(9a)与第一工质第二主管道(6b)连通，该连通处位于泵(13)的上游、第三多向阀(17c)的下游，保护气体缓冲箱(4)的进口通过进气管道(9b)与第一工质集箱(3)连通，保护气体缓冲箱(4)的顶部还设置有细管，使保护气体与大气连通。
11.根据权利要求10所述的一种太阳能集热系统，其特征在于，还包括保护气体储罐(21)，所述保护气体储罐(21)与保护气体缓冲箱(4)通过气体管道连通，所述气体管道上设置有阀门。
12.根据权利要求2所述的一种太阳能集热系统，其特征在于，还包括第一工质回流管道(36 )及电控阀(37 )，第一工质回流管道(36 )的一端通过电控阀(37 )与集热模块(2 )连通，第一工质回流管道(36)的另一端与第一工质集箱(3)连通。
13.根据权利要求1所述的一种太阳能集热系统，其特征在于，所述第二工质支管道(19)内部设置有第二工质流量调节装置。
14.根据权利要求1所述的一种太阳能集热系统，其特征在于，还包括集热塔主塔(24)、集热塔横臂(23)，集热单元与集热塔主塔(24)通过第一导轨(39)连接，集热塔横臂(23)上设置有起重装置(41)，起重装置(41)用于使集热单元沿着第一导轨(39)上下移动，当集热单元向上移动至一设定的位置时，集热单元的第二工质支管道(19)与集热塔主塔(24)的第二工质支管道(19)自动对接，对接位置设置有对接装置(40)，对接成功后，控制定位机构将集热单元固定在集热塔主塔(24)上。
15.根据权利要求14所述的一种太阳能集热系统，其特征在于，所述对接装置(40)为漏斗形，用于增大对接装置(40)的误差允许范围。
16.根据权利要求14所述的一种太阳能集热系统，其特征在于，所述对接装置(40)上设置有密封装置。
17.根据权利要求14所述的一种太阳能集热系统，其特征在于，所述对接装置(40)上设置有自动对接模块，使对接装置(40 )自动对接。
18.根据权利要求14所述的一种太阳能集热系统，其特征在于，所述对接装置(40)上设置有软连接装置。
19.根据权利要求18所述的一种太阳能集热系统，其特征在于，所述集热单元由电机控制在设定的自由度内进行旋转。
20.根据权利要求1所述的一种太阳能集热系统，其特征在于，所述集热模块(2)面向定日镜场的方向设置有图像传感器阵列(38)，通过第二导轨(42)移动，校准定日镜的误差。
21.一种用于权利要求1所述的太阳能集热系统的控制方法，其特征在于，包括: a、预加热阶段:al、打开第一工质集箱(3)上的遮光板(8)，太阳光直接加热太阳能集热单元中第一工质集箱(3)中的第一工质； a2、太阳光加热集热模块(2)中第一工质，使用熔点低的第一工质的太阳能集热单元内的第一工质达到预设温度后，通过该太阳能集热单元的第一工质第五主管道(6e)和第一工质第三主管道(6c)及第五多向阀(25)流向第一工质第四主管道(6d)，第一工质第四主管道(6d)穿过另一个使用熔点高的第一工质的太阳能集热单元的第一工质集箱(3)，利用熔点低的第一工质预加热熔点高的第一工质； a3、第二工质经过其他热源加热后，通过第二工质主管道流向第二工质支管道(19)，流向使用熔点低的第一工质的太阳能集热单元的中空容器(18)，加热中空容器(18)中熔点低的第一工质，然后利用熔点低的第一工质加热熔点高的第一工质； b、工作阶段: bl、工作阶段的工作工质是熔点高的第一工质，该第一工质从泵(13)通过第一工质第二主管道(6b)和第一工质进口支管道(7c)流入集热模块(2)中，第一工质通过集热模块(2)第一工质出口(16)流入第一工质出口支管道(7b)和第一工质第五主管道(6e)； b2、加热第二工质:第一工质通过第二多向阀(17b)流入中空容器(18)，加热第二工质支管道(19)中的第二工质，然后流经第一多向阀(17a)、第一工质第一主管道(6a)、第四多向阀(17d)、第三多向 阀(17c)，回到泵(13)，此时第三多向阀(17c)和第四多向阀(17d)连通，第一工质不流回第一工质集箱(3)，当中空容器(18)的出口处设置的温度传感器测量得到的温度低于设定温度时，第二工质流量调节装置自动调小第二工质支管道(19)上的阀门的开度，以减小流量，当测量得到的温度高于设定温度时，第二工质流量调节装置自动调大第二工质支管道(19)上的阀门的开度，以增加流量，集热模块(2)第一工质进口( 15)处设置的流量控制阀门(10)，根据光强传感器(12)及集热模块(2)第一工质出口(16)处设置的温度传感器(11)测量得到的数据自动调节第一工质的流量，使每个集热模块(2)第一工质出口( 16)处的第一工质温度相同； b3、两个以上太阳能集热单元连续叠加加热同一第一工质:当该太阳能集热单元中的第一工质和另一个太阳能集热单元或另外多个太阳能集热单元中的第一工质相同时，该第一工质依次流过上述使用该第一工质的太阳能集热单元，对该第一工质进行连续叠加加热，该第一工质加热后再与第二工质换热； b4、两个以上太阳能集热单元中的第一工质连续加热同一第二工质:控制第六多向阀(26)，使第二工质依次流过多个太阳能集热单元中的中空容器(18)，上述这些太阳能集热单元中的第一工质连续加热该第二工质。
22.根据权利要求21所述的一种太阳能集热系统的控制方法，其特征在于，还包括: C、辅助保护阶段: Cl、工作开始时，泵(13)使第一工质集箱(3)中的第一工质重新流入第一工质管路系统(14)中，保护气体被压回第一工质集箱(3)并通过进气管道(9b)回到保护气体缓冲箱(4)； c2、工作结束时，保护气体缓冲箱(4)将保护气体通过出气管道(9a)流入第一工质第二主管道(6b)，将第一工质管路系统(14)中的第一工质压入第一工质集箱(3)，保温，以待下次使用；c3、当保护气体缓冲箱(4)内的保护气体不足时，保护气体储罐(21)向保护气体缓冲箱(4)内补充保护气体。
23.根据权利要求21所述的一种太阳能集热系统的控制方法，其特征在于，还包括: d、紧急加热阶段: 当第一工质管路系统(14)残留固化的第一工质时，通过电伴热系统(20)加热固化第一工质; 当中空容器(18)残留固 化的第一工质时，通过电伴热系统(20)加热固化第一工质，或者通过其他热源加热的第二工质加热中空容器(18)中固化的第一工质。
【文档编号】F24J2/00GK103968567SQ201310039963
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年2月1日 优先权日:2013年2月1日
【发明者】孙海翔, 朱亮, 许迪, 窦新国, 毛小波, 钟强 申请人:深圳市联讯创新工场科技开发有限公司