一种槽式聚光器管道补偿装置

技术领域

本发明涉及太阳能热发电领域，特别涉及一种槽式聚光器管道补偿装置。

背景技术

太阳能热发电是太阳能利用的重要方面，目前主要有槽式、塔式、菲涅尔式和蝶式四种，其基本过程为：利用太阳聚光器跟踪太阳并将太阳辐射会聚至吸热装置，从而获得高温热能，再利用热能进行常规热发电或其它中高温利用。太阳聚光器是太阳能热发电及太阳能中高温利用系统的关键元件，本申请主要涉及一种槽式聚光器管道补偿装置。

现有技术中的槽式聚光器一般采用导热油作为传热介质，聚光器在使用过程中对导热油的循环密封有较高的要求。由于太阳的高度角与方位角会实时发生变化，因此聚光器通常需要有一能够承载导热油管道旋转的装置，同时，由于导热油温度变化，集热管会发生热胀冷缩现象，因此聚光器还需要有能够承载导热油管道伸缩的装置，现有技术中的此类装置大概有两种形式：一种是波纹管和旋转密封器组合使用，另一种是使用三个球形旋转接头。但由于导热油温度和压力较高，波纹管频繁摆动伸缩，极其容易出现疲劳损坏，造成严重损失。球形旋转接头则由于频繁摆动，导致密封填料快速消耗，导热油泄露，不仅会污染环境，而且增加了工人的劳动强度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中导热油易泄露，维护频繁的缺陷，从而提供一种安全可靠，结构简单，安装方便的管道补偿装置。

根据本发明的第一方面，提供一种槽式聚光器管道补偿装置，所述管道补偿装置包括：

可旋转导热油通道，包括多个圆柱形旋转接头、多个无缝钢管、多个90°弯头、连接三通和定位法兰，所述可旋转导热油通道能够根据太阳的高度角与方位角变化而旋转，并能补偿因集热管热胀冷缩带动集热管支架摆动引起的管道位置变化；

可伸缩导热油通道，包括90°弯头、无缝钢管和波纹管，所述可伸缩导热油通道能够伸缩以补偿外部管道膨胀和不对正焊接。

进一步的，所述可旋转导热油通道结构为：

第一无缝钢管一端固定至集热管，另一端通过第一90°弯头固定至第一圆柱形旋转接头一端；

第二无缝钢管一端通过第二90°弯头固定至第一圆柱形旋转接头另一端，第二无缝钢管另一端通过第三90°弯头固定至第二圆柱形旋转接头一端；

第三无缝钢管一端通过第四90°弯头固定至第二圆柱形旋转接头另一端，第三无缝钢管另一端通过第五90°弯头固定至第三圆柱形旋转接头一端；

第三圆柱形旋转接头另一端和第四圆柱形旋转接头一端分别固定至连接三通的第一端和第二端，连接三通的第三端固定于定位法兰一侧，定位法兰另一侧固定于聚光器旋转轴，保证连接三通与聚光器旋转轴同轴。

进一步的，所述第一无缝钢管固定于聚光器集热管支架顶端。

进一步的，所述圆柱形旋转接头包括：旋转轴、压盖、圆柱销、外定位套、内定位套和外壳；

其中，所述外壳的一端为直口，另一端为锥形缩口，靠近所述锥形缩口的侧壁上设有填料加注孔，所述填料加注孔上设有封堵装置；

所述旋转轴与外定位套和内定位套间隙配合设置，且整体从直口端插入所述外壳的内部，端部通过所述压盖固定；

所述内定位套和外定位套之间的设有间隙，所述间隙设有填料层；

所述圆柱销设置在所述压盖与所述外壳和所述外定位套之间的空隙内。

进一步的，所述外定位套的内表面依次设有若干油槽和第一锥面，所述油槽内加注有润滑脂。

进一步的，所述旋转轴从左到右依次为第一圆柱形、过渡段和第二圆柱形；

所述过渡段为锥面，所述锥面与第一锥面相互配合，形成第一道密封面；

所述第二圆柱形的圆柱面与所述填料配合，形成第二道密封面。

进一步的，所述压盖通过螺纹与外壳连接，能够根据需要调整外定位套密封锥面和旋转轴密封锥面压紧力。

进一步的，所述可伸缩导热油通道结构为：

第四无缝钢管一端通过第六90°弯头固定至第四圆柱形旋转接头另一端，第四无缝钢管另一端固定于波纹管一端，波纹管另一端与其它管道固定。

进一步的，所述可伸缩导热油通道结构还包括管道导向架，所述管道导向架固定于聚光器立柱上，限制第四无缝钢管摆动。

进一步的，所述可伸缩导热油通道结构还包括管道支撑导向架，所述管道支撑导向架固定于聚光器立柱上，保证波纹管不承受外部管道的重力。

进一步的，所述圆柱形旋转接头密封面为圆柱形，密封材料为可膨胀石墨，仅旋转不摆动。

进一步的，所述第一圆柱形旋转接头、第二圆柱形旋转接头、第三圆柱形旋转接头相互平行设置，所述第四圆柱形旋转接头与第一圆柱形旋转接头、第二圆柱形旋转接头、第三圆柱形旋转接头垂直设置。

进一步的，所述定位法兰两侧大小定位止口同轴，保证连接三通与聚光器旋转轴同轴。

进一步的，所述连接三通加工定位凸台，保证连接三通与圆柱形旋转接头同轴。

进一步的，所述管道支撑导向架固定于聚光器立柱上，保证波纹管不承受外部管道的重力，并限制波纹管仅能一个方向摆动。

根据本发明的第二方面，提供一种槽式聚光器，所述槽式聚光器采用根据以上任一方面所述的槽式聚光器管道补偿装置。

本发明的优点在于：

本发明的一种槽式聚光器管道补偿装置采用了圆柱形旋转接头和波纹管组合形式，圆柱形旋转接头能够保证密封材料(可膨胀石墨)在使用过程中消耗极其缓慢，整个使用周期免维护，波纹管仅补偿外部管道热胀冷缩和不对正焊接，伸缩量非常小，不用担心使用过程中损坏。

附图说明

图1是根据本发明实施例的槽式聚光器管道补偿装置的结构示意图。

图2是根据本发明实施例的圆柱形旋转接头的结构示意图。

其中，1-圆柱形旋转接头；2-无缝钢管；3-定位法兰；4-90°弯头；5-连接三通；6-管道导向架；7-波纹管；8-管道支撑导向架

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

多个，包括两个或者两个以上。

和/或，应当理解，对于本发明中使用的术语“和/或”，其仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

如图1所示，本发明的一种槽式聚光器管道补偿装置包括：圆柱形旋转接头1、无缝钢管2、定位法兰3、90°弯头4、连接三通5、管道导向架6、波纹管7、管道支撑导向架8，其中，所述圆柱形旋转接头1通过90°弯头4、无缝钢管2、连接三通5依次焊接，组成导热油通道。

最顶端无缝钢管2固定于聚光器集热管支架顶端，另一端与集热管焊接。

所述定位法兰3一侧与连接三通5焊接，另一侧固定于聚光器旋转轴，保证连接三通5与聚光器旋转轴同轴。

管道导向架6固定于聚光器立柱上，限制无缝钢管2摆动。波纹管7顶端与无缝钢管2焊接，底端与其它管道焊接，用于补偿外部管道膨胀和不对正焊接出现的内应力。管道支撑导向架8固定于聚光器立柱上，保证波纹管7不承受外部管道的重力。

所述定位法兰3两侧大小定位止口同轴，保证连接三通5与聚光器旋转轴同轴。

所述连接三通5加工定位凸台，保证连接三通5与圆柱形旋转接头1同轴。

所述圆柱形旋转接头1密封面为圆柱形，密封材料为可膨胀石墨，仅旋转不摆动。

圆柱形旋转接头的结构如图2所示。所述圆柱形旋转接头包括：旋转轴、压盖、圆柱销、外定位套、内定位套和外壳；外壳的一端为锥形缩口，靠近所述锥形缩口的侧壁上设有填料加注孔，所述填料加注孔上设有封堵装置。所述旋转轴与外定位套和内定位套间隙配合设置，且置于所述外壳的内部，端部通过所述压盖固定；所述内定位套和外定位套之间的设有间隙，所述间隙设有填料层。所述圆柱销设置在所述压盖与所述外壳和所述外定位套之间的空隙内。所述外定位套的内表面依次设有若干油槽和第一锥面，所述油槽内加注有润滑脂。

所述旋转轴从左到右依次为第一圆柱形、过渡段和第二圆柱形；所述过渡段为锥面，所述锥面与第一锥面相互配合，形成第一道密封面；所述第二圆柱形的圆柱面与所述填料层配合，形成第二道密封面。

所述压盖通过螺纹与外壳连接，能够根据需要调整外定位套密封锥面和旋转轴密封锥面压紧力。

所述填料层的材质优选为可膨胀石墨。所述封堵装置优选为螺栓。所述圆柱销优选为骑缝销钉。若干所述油槽之间优选采用等距设置。润滑脂优选为高温润滑脂，是否需要限定使用温度范围。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。