内壁绕有U型同轴套管反应器的方形腔式集热器

摘要

本发明公开了内壁绕有U型同轴套管反应器的方形腔式集热器，所述腔式集热器整体结构呈下部带开口的方形，包括方形腔体、U型同轴套管组件和镀有反光涂层的挡风板；U型同轴套管组件置于方形腔体内，且紧贴方形腔体内壁呈U型回路排列；方形腔体下部开口处设有呈无底四棱台型的挡风板，挡风板的一端位于方形腔体内，另一端位于方形腔体外，挡风板的中部与腔体无缝隙相连。本发明的结构设计使储能反应介质可以更长时间更大程度地与太阳热能发生热交换，以便最大地吸收太阳热能并将其转化成化学能。本发明结构简单，可模块化制作，具有集热效率高，热损小的特点，可用于碟式太阳能高温热利用系统中的太阳热能收集与热能转换。

主权项

内壁绕有U型同轴套管反应器的方形腔式集热器，其特征在于，所述腔式集热器整体结构呈下部带开口的方形，包括方形腔体、U型同轴套管组件(4)和镀有反光涂层的挡风板(9)；U型同轴套管组件置于方形腔体内，且紧贴方形腔体内壁呈U型回路排列；方形腔体下部开口处设有呈无底四棱台型的挡风板(9)，挡风板(9)的一端位于方形腔体内，另一端位于方形腔体外，挡风板(9)的中部与腔体无缝隙相连；所述的方形腔体采用内部可填充隔热材料的双层结构，包括外壳(11)、内壳(2)、填充孔(1)、螺栓(3)和填充材料(10)：方形腔体由上下两部分构成，通过螺栓(3)相连，相连处使用密封圈(8)密封；密封圈本体中部设有若干个圈体通孔(7)，供装填填充材料(10)时，填充材料(10)由方形腔体下部流向上部；填充孔(1)位于外壳侧壁，填充材料(10)通过填充孔(1)充入，填充孔(1)配有密封塞；所述的U型同轴套管组件(4)由同轴套管外管(17)、催化剂层(16)、同轴套管内管(18)和通孔(19)组成，U型同轴套管内管与方形腔体外壳侧壁上部的入口管(5)相连通，U型同轴套管外管与方形腔外壳顶部的出口管(6)相连通，入口管(5)和出口管(6)从方形腔体穿过，接触处密封，催化剂层在同轴套管外管和同轴套管内管之间；所述的U型同轴套管组件(4)呈重复连续的U型排布，并紧贴于方形腔体内壳(2)内壁表面，U型同轴套管组件的排布间距为2cm~12cm，内壳(2)壁面和与其紧贴在一起的同轴套管外管(17)壁面具有一层用于提供太阳能的吸收效率的高吸收光率材料，以达到方形腔体内的最高壁面温度；工作时，待加热的储能反应介质由方形腔体侧壁处的入口管(5)流入，经过U型同轴套管组件(4)时被进入的太阳能加热，最后从位于方形腔体顶部的出口管(6)流出；挡风板内侧(12)镀有反光涂层；下部开口处形成的面积与方形腔体内壳(2)壁面的表面积之比为0.05~0.20，挡风板与方形腔体外壳(11)下部外壁面间的夹角α为50°~70°；U型同轴套管组件内管中的储能反应介质与同轴套管内管(18)附着的催化剂层(16)充分接触，反应后的生成物流体，经过通孔(19)流入同轴套管组件外管(17)；催化剂层材料根据采用的热化学储能反应介质选用。