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槽式太阳能聚光集热技术

北京工业大学一熊亚选ModiboKaneTraore吴玉庭马重芳张业强

摘要：详细讨论了槽式太阳能聚光集热技术的最新进展，对不同聚光集热器支撑机构进行了对比分析。
结果表明，EUROTROUGH聚光器的支撑机构性能最优。此外，还对抛物面聚光镜和主要的槽式
太阳能集热管技术进行了讨论分析。
关键词：槽式太阳能聚光集热器；聚光器支撑机构；抛物面聚光镜；槽式太阳能集热管

一
引言及人Shuman于1912年在开罗建成了世界上第一个
槽式太阳能热发电技术是最早实现商业化运营槽式聚光器，该聚光器总长62m，开口宽4m，用于
的太阳能热发电技术，相对于其他太阳能热发电技直接加热蒸汽。随后，许多公司开始安装这种用于
术，它具有技术成熟、发电成本低和容易与化石燃工业热利用的槽式太Nil聚光器l1l。
料形成混合发电系统的优点。槽式太阳能聚光集热聚光器组由支撑钢结构、反光镜、跟踪驱动系
技术是槽式太阳能热发电系统的核心技术，是实现统等部分组成，多个聚光器同轴安装，组成一个聚
太阳能热发电系统的关键。槽式太Hill聚光器将来光器单元，实现对太Nil的独立跟踪。
自太阳能低密度太阳辐射聚焦后，成为高辐射热流1LUZ聚光器技术
密度的太阳辐射，加热位于聚光器焦线上的太阳能从1984～1991年的8年问，LUZ公司在美国的
吸热器内的传热流体或水，为电站的蒸汽发生系统沙漠中相继建成了9座净发电功率353．8MW的槽式
提供高温热源或直接为汽轮机提供高温蒸汽。太Nil热发电站。在这个过程中，LUZ公司完成LS一
1～3共三代槽式太阳能聚光器的设计，并成功实现
二聚光技术了商业化运行。表1为LUZ公司三代聚光器的设计
为了给工业过程提供更加廉价的高温蒸汽，埃特征。

表1几种槽式太阳能聚光器的结构特征

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结构形式轴管轴管V型桁架空间框架矩形桁架空间铝框架
开口宽度(m)2．5555．762-35．765
焦距(m)0．941．491．710．761．711．49
陕块长度(m)6-38126．1128
单元长度(m)50．249994915O49～65
最大驱动面积(rl28235545424817235～313
吸热管直径(m)0．040．O70．070．040．07O．07
几何聚光比61：171：182：150：182：171：1
聚光镜类型低铁镀银浮法玻璃低铁镀银浮法玻璃低铁镀银浮法玻璃镀银薄玻璃低铁镀银浮法玻璃低铁镀银浮法玻璃
驱动类型涡轮驱动涡轮驱动液压驱动螺旋驱动液压驱动液压或涡轮驱动
位面积重量(k2933242924
哟7176807880(设计值)
备注SEGSI一ⅡSEGSⅡ一ⅦSEGSV一ⅨISTPSADS一1

由于LS一1和LS一2聚光器的生产、安装成本较了降低LS聚光器在大规模应用时的生产、安装成
高，导致电站的初期投资和运行维护成本较高。为本，LUZ公司设计了LS一3聚光器，并将其应用于太

—⑦，
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l；H~g发电站SEGSVII～Ix中，如图1所示。产生的许多问题。这种扭矩框设计既实现了LS一3聚
光器桁架设计概念低成本的目的，又达到了LS一2聚
光器扭矩管所具有的高扭转刚度和方便调整的优点。
EuroTrough聚光器的核心部件是一个约12m长
的空问框架，在其两侧面上固定了用于固定抛物面
反光镜的支撑臂。该空间框架由四个不同部分组成，
可以现场安装、固定，简化了加工过程，降低了加
工成本。
由于反光镜支撑臂的设计，EuroTrough聚光器
因自重和I风载产生的变形比LS一3小，从而减小了聚
图1LS-3槽式太阳能聚光器光器在运行过程中的扭转变形和弯曲变形，提高了
结构设计的改变使LS一3聚光器在跟踪精度上得聚光器的光学性能。高强度的扭矩框设计方法使单
到了很大提高，并且在安装时允许有一定的倾角。个驱动系统驱动的聚光器长度从100m扩展到150m，
然而，SEGS的运行经验显示，任何成本的降低都足降低了驱动系统和转接管(旋转接头或金属软管)的数
以聚光器的性能和可维护性为代价。与LS一2聚光器量，达到了降低聚光区成本和聚光损失的目的。
相比，LS一3聚光器的热性能有所降低，聚光器的维由于改进了聚光器支撑架设计，聚光器可以以
护变得更加困难。尽管如此，LUZ聚光器