Концентратор солнечной энергии

 

Изобретение позволяет повысить эффективность использования солнечной энергии. В фокальной зоне концентратора , имеющего отражательную поверхность 1, установлен теплообменник 2 с корпусом 3, в котором размещены тепловые трубы 4 с конденсационными и испарительными участками 5, 6. Концы испарительных участков 6 размещены в фокусе поверхности 1. Зачерненная пластина 7 с отражательным конусом 8 обращена основанием к поверхности 1, закреплена на корпусе 3 в ее фокусе и установлена с зазором 9 относительно концов испарительных участков 6. Конденсационные участки 5 размещены в корпусе 3 по концентричным окружностям с образованием кольцевых рядов 10, а теплообменник 2 снабжен установленными в корпусе 3 между рядами 10 цилиндрическими обечайками 11 и катализатором 12, размещенным между обечайками 11 и конденсационными участками 5. Концентратор увеличивает время пребывания газов в корпусе 3 И повьппает степень конверсии, 3 ил. (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) m1) 4 F 24 J 2/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А BTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4230341/24-06 (22) 15.04.87 (46) 07.02.89. Бюл. h- 5 (71) Среднеазиатский филиал Всесоюзного научно-,исследовательского института использования газа в народном хозяйстве и подземного хранения нефти, нефтепродуктов и сжиженных .газов (72) P.Á.Aõìåäîâ, Д.M.Àõìåäîâ, М.А.Верченко, А.А.Абрамов, С.И.Пучинян и А.Кобилов (53) 662.997(088.8) (56) Дан П., Рэй Д. Тепловые трубы.—

И.: Энергия, 1979, с. 83. (54) КОНЦЕНТРАТОР СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ (57) Изобретение позволяет повысить эффективность использования солнечной энергии. В фокальной зоне концентратора, имеюще го отражательную поверхность 1, установлен теплообменник 2 с корпусом 3, в котором размещены тепловые трубы 4 с конденсационными и испарительными участками 5, 6, Концы испарительных участков 6 размещены в фокусе поверхности 1, Зачерненная пластина 7 с отражательным конусом 8 обращена основанием к поверхности 1, закреплена на корпусе 3 в ее фокусе и установлена с зазором 9 относительно концов испарительных участков 6. Конденсационные участки 5 размещены в корпусе

3 по концентричным окружностям с образованием кольцевых рядов 10, а теплообменник 2 снабжен установленными в корпусе 3 между рядами 10 ци-. с линдрическими обечайками 11 и катализатором 12, размещенным между обечайками 11 н конденсационными участками 5. Концентратор увеличивает время пребывания газов в корпусе 3 и повышает степень конверсии. 3 ил.

1456715

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано в установках для превращения солнечной энергии в тепловую.

11ель изобретения - повышение эффективности использования солнечной энергии.

На фиг. 1 представлен предлагаемый концентратор, общий вид; на фиг. 2 — корпус теплообменника, поперечное сечение; на фиг. 3 — вид со стороны отражательного конуса.

Концентратор солнечной энергии содержит отражательную. поверхность 1 и установленный в фокальной зоне последней теплообменник 2 с корпусом

3 и размещенными в нем тепловыми трубами 4, имеющими конденсационные

5 и испарительные 6 участки, концы последних из которых расположены в фокусе отражающей поверхности 1. Концентратор дополнительно содержит зачерненную пластину 7, имеющую отражательный конус 8, обращенный осно-. ванием к отражательной поверхности 1, и закрепленную на корпусе 3 в ее фокусе и установленную с зазором 9 относительно концов испарительных участков Fj, конденсационные участки 5 размещены в корпусе 3 по концентричным окружностям с образованием кольцевых рядов 10 а теплообменник 2 снабжен установленными в корпусе 3 между рядами 10 цилиндрическими обечайками 11 и катализатором 12, размещенным между обечайками 11 и конденсационными участками 5. Цилиндрические обечайки 11 установлены по

П-образной многоходовой схеме. В кор-.<< пусе 3 имеются подводящий 13 и отводящий 14 патрубки. Внутри тепловых труб 4 могут быть установлены фитили 15 дпя улучшения режима их работы.

Концентратор работает следующим образом.

Энергия солнца поверхностью 1 фокусируется на пластину 7 с торцами тепловых труб 4, выведенных из корпуса 3. Тепловые трубы 4 заполнены теплоносителем (например, жидким натрием). Испарительные участки 6 не заделаны в поверхность 1, собраны s пучок и их торцы установлены над металлической поверхностью пластины 7

55 с образованием зазора 9, достаточного дпя выравнивания радиального градиента теплового излучения, Под воздействием излучения теплоноситель испаряется и поступает в конденсационные участки 5 тепловых труб 4. Конденсат по фитилю 15 затем возвращается в испарительный участок 6. Через подводящий патрубок 13 подается смесь природного газа и водяного пара (или углекислоты), которая, перемещаясь между катализаторами 12 конверсии, конденсационными участками 5 и цилиндрическими обечайками II нао

В гревается до 500-700 С. Металличес-кая зачерненная пластина 7 служит для выравнивания радиального градиента теплового излучения концентратора на торцы тепловых труб 4. Отражательный конус 8 способствует увеличению плотности теплового излучения, проходящего через тепловые трубы 4, Относительный диаметр отражательного конуса 8 D„/D выбирается в пределах 0,95-1,2 (D — внешний диаметр к отражательного конуса, Б „- диаметр фокусного пятна солнечного концентратора) .

В случае, когда параметр D /D+„ - 0,95 КПД резко снижается, а в случае .D„/В „ >1,2 увеличиваются материальные расходы на гелиореактор..В результате данного излучения в присутствии катализатора конверсии происходит преобразование смеси природного газа и водяного пара (или углекислоты) на водород и окись углерода, образующих синтез-газ с теплотворнои способностью, превышающей теплотворную способность исходного природного газа на 307, При этом теплоноситель тепловых труб отдает скрытое тепло парообразования, необходимое для прохождения данной реакции и, конденсируясь, по внутренним фитилям 15, расположенным на стенках тепловых труб 4, поступает в испарительные участки 6, где получает от постоянного источника солнечной энергии новую порцию тепла и вновь испаряется. Работа концентратора на тепловых трубах способствует равномерной температуре в слое катализатора, что улучшает процесс конверсии. Таким образом, процесс подвода теплоты может происходить непрерывно, так как работа тепловой трубы производится автономно. Установка обечаек 11 обеспечивает движение газа по П-образной схеме, увеличивает время пребывания газов в корпусе 3 и повышает степень конверсии, Получаемый э 145 синтез-гаэ через патрубок 14 передается потребителю.

Формула изобретения

Конц ентр ат ор сол не чной э нер гии, содержащий отражающую поверхность и установленный в фокальной зоне последней теплообменник с корпусом и, размещенными в нем тепловыми трубами, имеющими конденсационные и испарительные участки, концы последних из которых расположены в фокусе отражающей поверхности, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повьппения эффективности использования

4 солнечной энергии, концентратор дополнительно содержит зачерненную пластину, имеющую отражательный конус, 5 обращенный основанием к отражающей поверхности, закрепленную на корпусе в ее фокусе и установленную с зазором относительно концов испарительных участков, конде нсационные участки размещены в корпусе по концентричным окружностям с образованием кольцевых рядов, а теплообменник снабжен установленными в корпусе между рядами цилиндрическими обечайками и катализ атором, размещенным между обечайками и конденсационными участками.

1456715

Заказ 7539/35. Тираж 634

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель И. Валов

Редактор И. Горная Техред Л.Олийнык

Корректор В. Гирняк

Подписное