一种塔式光热电站吸热器用高温隔热防护结构的制作方法

本实用新型涉及塔式光热电站的技术领域，更具体地讲，涉及一种塔式光热电站吸热器用高温隔热防护结构。

背景技术：

对于塔式光热电站来说，吸热器的主要作用是将镜场跟踪、聚焦并反射的太阳能转化成可以高效利用的热能，为后端的汽轮发电机组提供热源。吸热器内部支撑钢构固定于吸热塔平台上，受热管屏悬挂固定于支撑钢构的外侧，用于吸收镜场反射的太阳光的直接辐射，但对于受热管屏上下集箱及非有效吸热区域的支撑钢构部分则需要进行隔热防护，目的是防止太阳光溢出或定日镜跟踪误差对钢构及其内部安装设备造成高温破坏。

因此，吸热器用隔热防护材料必须采用白色的高反射材料，能够将照射至表面的高热流辐射太阳光绝大部分反射掉；另外，由于室外安装，其必须具有耐强紫外线照射能力，耐室外雨、雪、强风、暴晒等交替天气的能力，并具有耐高热流太阳光干烧的能力，在温差应力下不会发生开裂或损坏；随着吸热器每天的启停及天气变化，隔热防护也需要每天承受至少一次的冷热交替循环。整体而言，其工作环境及运行特性都对其材料及结构提出了更高的要求。

此外，对于吸热器来说，其属于一个相对封闭的环境，内部布置有很多电气及热控系统和设备，但这些系统或设备的工作温度均有一定的限制要求，即必须要考虑合理的暖通条件：夏天，在环境温度较高、承受高热流辐射及热力系统对外散热的情况下，必须要考虑良好的通风，以降低吸热器内部环境工作温度，保证电控系统或设备安全，延长其使用寿命；冬天，尤其是太阳能资源较丰富的西北地区其环境温度很低，为维持吸热器内部工作温度并提高吸热器热转换效率，则需要采取较好的保暖维温措施。

国外已运行的商业化光热电站，其隔热防护板常采用的是具有独家专利技术的纳米板或硬质陶瓷板，尽管性能优越，但成本过高，约占吸热器整体投资成本的十分之一，设备后期维护更换成本及周期均难以满足项目需求。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提出一种针对吸热器特殊工作环境及运行需求的塔式光热电站吸热器用高温隔热防护结构。

本实用新型提供了一种塔式光热电站吸热器用高温隔热防护结构，所述高温隔热防护结构包括支撑框架和分别设置在所述支撑框架内侧的内紧身封闭保温层和外侧的外防护层，所述内紧身封闭保温层与外防护层之间为空气层。

根据本实用新型所述塔式光热电站吸热器用高温隔热防护结构的一个实施例，所述高温隔热防护结构布置在塔式光热电站吸热器有效受热区的上部防护区和下部防护区。

根据本实用新型所述塔式光热电站吸热器用高温隔热防护结构的一个实施例，所述内紧身封闭保温层固定在所述上部防护区和下部防护区的内部支撑钢构上。

根据本实用新型所述塔式光热电站吸热器用高温隔热防护结构的一个实施例，所述外防护层采用耐高温辐射、耐雨雪冲刷及表面具有高反射率的防护板。

根据本实用新型所述塔式光热电站吸热器用高温隔热防护结构的一个实施例，所述外防护层背侧固定于支撑框架上，支撑框架呈模块化结构设计。

根据本实用新型所述塔式光热电站吸热器用高温隔热防护结构的一个实施例，所述外防护层为双层或多层结构，相邻层之间以错缝压缝结构形式安装。

根据本实用新型所述塔式光热电站吸热器用高温隔热防护结构的一个实施例，所述外防护层的最外层设置有若干个沉孔，所述外防护层通过穿过沉孔的固定螺栓固定在支撑框架上。

根据本实用新型所述塔式光热电站吸热器用高温隔热防护结构的一个实施例，所述安装有固定螺栓的沉孔内填充有密封填料。

根据本实用新型所述塔式光热电站吸热器用高温隔热防护结构的一个实施例，所述下部防护区的下部沿环向均匀布置有可开启或关闭的通风进口，所述吸热器的顶部布置有通风出口。

本实用新型的塔式光热电站吸热器用高温隔热防护结构对吸热器用高温隔热防护结构进行了优化设计，将吸热器隔热防护与保温功能分开，在保证吸热器热效率的前提下，通过结构的优化设计，避免了高成本防护材料的选用，降低了成本；通过结构上设置合理的通风口，来满足吸热器冬、夏极端季节运行时对环境温度及通风的需求，保证系统及设备运行的安全性与可靠性。

附图说明

图1示出了根据本实用新型示例性实施例的塔式光热电站吸热器用高温隔热防护结构安装后的整体结构示意图。

图2示出了根据本实用新型示例性实施例的塔式光热电站吸热器用高温隔热防护结构的结构示意图。

图3示出了根据本实用新型示例性实施例的塔式光热电站吸热器用高温隔热防护结构中外防护板的结构示意图。

附图标记说明：

1-吸热塔、2-吸热塔平台3-内部支撑钢构4-上部防护区、5-有效受热区、6-背部保温层、7-通风进口、8-通风出口、9-下部防护区、41-内紧身封闭保温层、42-外防护层、43-支撑框架、4211-第一防护板内层、4212-第二防护板内层、4221-第一防护板外层、4222-第二防护板外层、423-固定螺栓。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

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。

下面对本实用新型的塔式光热电站吸热器用高温隔热防护结构进行具体描述和说明。

图1示出了根据本实用新型示例性实施例的塔式光热电站吸热器用高温隔热防护结构安装后的整体结构示意图。

如图1所示，塔式光热电站吸热器布置在吸热塔1上，其整体上分为有效受热区5及上部防护区4、下部防护区9，吸热器的内部支撑钢构3固定在吸热塔平台2之上并用于支撑吸热器内部相关系统设备、受热管屏及防护区结构等。

其中，有效受热区5中布置有受热管屏，受热管屏悬挂固定于吸热器外侧，其直接承受定日镜反射的高热流太阳光辐射，内部为流动的吸热工质，既可以为水工质，也可以为导热油、熔盐或液态金属等。受热管屏的背光侧敷设有背部保温层6，用于减小热量损失以保证吸热器的吸热效率。防护区布置于有效受热区5的上、下位置，各防护区的高度和结构尺寸则与吸热器整体结构设计、定日镜控制精度及镜场运行策略等有关。

图2示出了根据本实用新型示例性实施例的塔式光热电站吸热器用高温隔热防护结构的结构示意图，图3示出了根据本实用新型示例性实施例的塔式光热电站吸热器用高温隔热防护结构中外防护板的结构示意图。

如图1和图2所示，根据本实用新型的示例性实施例，所述塔式光热电站吸热器用高温隔热防护结构包括支撑框架43和分别设置在支撑框架43内侧的内紧身封闭保温层41和外侧的外防护层42，内紧身封闭保温层41与外防护层42之间为空气层。

本实用新型通过对防护结构采用双层结构设计，外层优选地采用耐高温辐射、耐雨雪冲刷及表面具有较高反射率等特性的外防护层42如防护板对吸热器进行隔热防护，内层则采用常规保温材料组成的内紧身封闭保温层41对吸热器进行保暖维温，内、外层之间为空气层，利用空气的自然对流进行通风散热，以降低外层防护板内侧壁温。

本实用新型的高温隔热防护结构布置在塔式光热电站吸热器中有效受热区5的上部防护区4和下部防护区9。

具体地，内紧身封闭保温层41固定在上部防护区4和下部防护区9的内部支撑钢构3上，支撑框架43固定在布置有内紧身封闭保温层41的上部防护区4和下部防护区9上。其中，支撑框架43优选地呈模块化设计，便于现场起吊及快速安装，并且支撑框架由型钢拼接而成，包括水平支撑、竖直支撑及斜撑等。

其中，外防护层42采用耐高温辐射、耐雨雪冲刷及表面具有高反射率的防护板，以对吸热器进行有效的隔热防护。外防护层42的厚度与外壁温有关，优选为双层或多层结构，便于外侧易损区域部分的维护或更换并可降低更换成本；并且，相邻层之间以错缝压缝结构形式安装，具体如图3所示，以防止太阳光透过间隙照射至背部系统或结构。

根据本实用新型，外防护层42的最外层设置有若干个沉孔，外防护层42通过穿过沉孔的固定螺栓423固定在支撑框架43上。为了避免固定螺栓423直接暴露于太阳光的照射中，在安装好螺母和垫片之后，在安装有固定螺栓的沉孔内填充密封填料，其中，密封填料的材料与外防护层42的材料相同为宜。

如图1所示，下部防护区9的下部沿环向均匀布置有可开启或关闭的通风进口7，该通风进口7也可以作为吸热塔1检修平台的出入口；吸热器的顶部布置有通风出口，由此能够利用高空自然对流及温压促使大气在吸热器内部流动。

通风进口7可以根据项目当地每日或每时风向有针对性地进行开启或关闭，通过空气流动维持吸热器内部电气与热控系统或设备在安全允许工作温度要求以内工作。

下面结合具体实施例对本实用新型进行说明。

如图1所示，吸热器系统布置于吸热塔1上，内部支撑钢构3固定于吸热塔平台2上，外侧悬挂吸热器受热管屏并形成有效受热区5，其向光侧直接承受太阳光辐射用于吸热，背光则敷设有背部保温层6，用于保证吸热器热效率。

受热管屏的上、下区域分别为上部防护区和下部防护区，其高温隔热防护结构采用内、外双层结构设计。如图2所示，外防护层采42用耐高温辐射、耐雨雪冲刷及表面具有较高反射率等特性的防护板，外防护层42固定于支撑框架43上，对吸热器进行隔热防护；内层则采用常规保温材料组成的内紧身封闭保温层41对吸热器进行维温，内紧身封闭保温层41与外防护层42之间为空气层。

如图3所示，外防护层42采用双层或多层结构，如第一防护板内层4211与第一防护板外层4221或第二防护板内层4212与第二防护板外层4222，其中内层与外层呈错缝压缝结构安装，以防止太阳光透过间隙照射至背部结构或系统。外防护层42的外层设计并加工有沉孔，通过固定螺栓423固定于支撑框架43上，采用螺母拧紧后再采用密封填料对沉孔进行填充，避免固定螺栓423直接暴露于太阳光照射中。其中，密封填料材料与外防护层材料相同。

下部防护区9的下部环向均匀布置有通风进口7，也作为吸热塔平台2的出入口；吸热器顶部布置有通风出口8。根据项目当地每日或每时风向有针对性地开启或关闭通风进口7，利用高空自然对流或强制对流及温压促使大气在吸热器内部流动，以维持吸热器内部电气与热控系统或设备在安全允许工作温度要求以内。

综上所述，本实用新型提出了一种新的塔式光热电站吸热器用高温隔热防护结构，其将吸热器的隔热防护与保温功能分开，外层采用耐高温辐射、耐雨雪冲刷及表面具有较高反射率等特性的防护板对吸热器进行隔热防护，内层则采用常规保温材料组成的紧身封闭保温层对吸热器进行保暖维温；此外，在结构设计上考虑合理的、充足的通风进、出口，以保证吸热器在夏天高温条件下运行时，维持内部电气与热控系统或设备在安全允许工作温度要求以内，同时，通风进口可根据项目当地每日或每时风向有针对性地进行开启或关闭。

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。