Устройство для юстирования фацет гелиостата

 

Р,. °,, А;А.Макаров, В.И.Сизов, Р.А.Хакимов и В.К.БараНой .

c .,":

Центральное проектно-конструкторское и техйсВбт ическоЬ- : бюро научного приборостроения АН Узбекской ССР (72) Авторы изобретения (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЮСТИРОВАНИЯ фАЦЕТ

ГЕЛИОСТАТА

1

Изобретение относится к гелио. технике, в частности к устройствам для юстирования фацет гелиостатов.

Известно устройство для юстирова-ния фацет гелиостата, содержащее подвижное основание и устанрвленный на нем светочувствительный. датчик.

В этом устройстве используется искусственный источник излучения фацет гелиостата, а также специализированный вычислительный блок, определяющий траекторию перемещения подвижного основания.

Юстируемые гелиостаты используются в различных типах гелиоустановок, таких как, например, солнечные печи и солнечные энергетические станции.

Ф

При долговременнои эксплуатации гелиоустановки с множеством гелию»

\ статов может возникать необходимость периодической замены или ремонта гелиостатов, датчиков слежения, сис-. тем наведения.

8 течение нескольких лет возможна произвольная разориентация оптических осей фацет гелиостатов и датчиков слежения относительно первоначально заданного им положения.

Это может происходить иэ"за деформа-. ции несущих конструкций гелиостатов вследствие ветровых и температурных воздействий, осадки фундаментов и грунта, что снижает оптико-геометрические характеристики и концентрирующую способность гелиоустановки и эффективность ее народнохозяйственного использования. Периодичность юстирования каждого гелиостата, в общем случае, зависит от свойств и качества гелиоустановки, определяющих возможность сохранять в эксплуатации требуемую. оптико-геЪметрическую точность. При большом количестве гелиостатов в составе гелиоустановки

992943 цикл профилактической обработки всех гелиостатов юстировочным устройством может составить, например, один-два года 1 $

Однако применение известного устройства для юстирования фацет гелиостата не может быть осуществлено в экспдуатируемой гелиоустановке s процессе ее непрерывного слежения за

Солнцем. 10 . Цель изобретения - расширение диапазона работы устройства для юстирования фацет гелиостата.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство для юстирования фацет гелиостата, содержащее подвижное основание и установленный на нем светочувствительный датчик, снабжено гироплатформой, расположенной на ней двухкоординатной подвес- щ кой с приводами поворота, датчиком направления, расположенным оптически соосно светочувствительному датчику и установленным вместе с последним на двухкоординатной подвеске, и приводами поворота фацет, причем датчик направления электрически соединен с приводами поворота подвески, а cseточувствительный датчик - с приводами поворота фацет, Причем при юстировании фацут гелиостата с индивидуальной системой наведения устройство снабжено второй двухкоординатной подвеской с приводами поворота, электрически соединенными со светочувствительным датчиком.

На фиг. 1 показано устройство для юстирования фацет гелиостата солнечной электростанции башенного типа; на фиг. 2 " устройство для юстирова"

40 ния фацет гелиостата с индивидуальной системой наведения, работающего в составе солнечной печи.

Устройство для юстирования фацет

1 (фиг. 1) гелиостата 2 содержит под- 5 вижное основание 3 и установленный на нем светочувствительный датчик 4.

Устройство снабжено гироплатформой

5, расположенной на ней двухкоординатной подвеской 6 с приводами 7 поворота, датчиком 8 направления, расположенным оптически соосно светочувствительному датчику 4 и установленным вместе с последнии на двухкоор. динатной подвеске 6, и приводами 9 поворота фацет 1, причем датчик 8 направления электрически соединен с приводами 7 поворота подвески 6, а светочувствительный датчик 4 - с приводами 9 поворота фацет 1.

При юстировании фацет 10 (фиг, 2) гелиостата 11 с индивидуальной системой !2 наведения устройство снабжено второй двухкоординатной подвеской 13 с приводами 14 поворота, элек. трически соединенными со светочувствительным датчиком 4. Гелиостат 11 работает в составе солнечной печи, выполненной на основе параболоида

15 ° В фокусе параболоида 15 размещен приемник 16 излучения. Индивидуальная система 12 наведения гелиостата 11 на Солнце условно предста:— лена лишь в виде светочувствительного датчика (приводы поворота рамы гелиостата 11 не показаны). Поскольку в работе солнечной печи направления оптических осей каждого гелиостата 11 и каждой его фацеты 10 остаются параллельными оптической оси параболоида 15, то датчик 8 направления нужен лишь при первоначальной установке устройства (не показан).

В этом случае в качестве датчика 8 направления применяют гиротеодолит.

Светочувствительный датчик 4 системы 12 наведения установлен на подвеске 13.

Электрическое управление привода" ми 7 поворота подвески 6 осуществляется по гиротеодолиту с пульта 17 оператора. Светочувствительный датчик

4 через блок 18 управления и блок 19 переключения электрически соединен с приводами 9 поворота фацет 10 и приводами 14 поворота подвески 13 со светочувствительным датчиком индивидуальной системы 12 наведения гелиостата 11 на Солнце. Блок 18 управления электрически соединен и с пультом 17 оператора для визуального контроля отъюстированного положения.

8 устройстве для юстирования фацет 1 (фиг. 1) гелиостата 2, входящего в состав гелиостатного поля солнечной электростанции башенного типа с центральным приемником 20 излучения, в качестве датчика 8 направления используют телевизионный датчик, например, оснащенный оптикой видикон . Датчик 8 направления через блок 21 обработки видеосигнала связан с пультом 17 оператора, обеспечивая визуальный контроль его наведения на приемник 20 излучения. Электрическое соединение датчика 8 направления с приводами 7 поворота подвески.

5 9929

6 осуществляется через преобразовательный блок 22, включающий узел измерителя координат. Пульт 17 оператора также электрически соединен с преобразовательным блоком 22, что обеспечивает ручное наведение датчика 8 направления на приемник 20 излучения. Пульт 17 оператора расположен в кабине 23 на подвижном основании 3.

Гироплатформа 5 выполнена трехос" ной с автоматической силовой коррекцией и демпфированием направления по меридиану и вертикали. В ней использована система стабилизации типа гироазимут горизонт. 8 качестве светочувствительного датчика 4 использован квадратного типа фотодатчик. Подключение приводов 9 юстируемых фацет 1 к датчику 4 может осуществляться с помощью блока 19 переключения в автоматическом режиме. Подвижное основа ние 3 выполняют в виде самоходной тележки, оснащенной телескопическим гидроподьемником с рабочей площадкой.

Устройство для юстирования фацет гелиостата работает следующим обра" . зом, При корректировке положения фа"" цет 1 (фиг..l) гелиостата 2, входя- 30 щего в состав гелиостатного поля солнечной электростанции башенного типа с центральным приемником 20 излуче= ния, имеющего групповую систему наведения (не показана), устройство для 35 юстирования с помощью подвижного основания 3, управляемого оператором, располагают в зоне отраженных юстируемой фацетой 1 лучей. Оператором по видеосигналу блока 21 спульта 17 в через преобразовательный блок 22 первоначально обеспечивается наведение датчика 8 направления на приемник 20 излучения, после чего производится переключение датчика 8 на автоматическое сопровождение приемника 20.

Наведение датчика 8 направления осуществляется перемещениями двух" координатной подвески 6 с помощью приводов 7 поворота, электрически соединенных C преобразовательным блоком 22, включающим узел измерителя координат получаемого на видиконе (датчика 8) изображения фокальной зоны приемника 20 излучения. Гироплатформа 5 обеспечивает высокую точность . наведения, компенсируя внешние силовые возмущения {толчки, порывы ветра и другие); Отклонение отражен"

43 б ного астируемой фацеты 1 луча от ус. тановленнэго датчиком 8 направления на приемник 20 воспринимается светочувствительным датчиком 4 (квадратного типа фотодатчик) и преобразованное в электрические сигналы через блок 18 управления и блок 19 перек.лючения поступает на соответствующие. прйводы 9 юстируемой фацеты 1. Блок

19 может работать в автаиатическом режиме либо подключать приводы 9 по сигналу с пульта 17 оператора.

После корректировки положения фацеты 1 светочувствительный датчик

4 с помощью подвижного основания 3 перемещается оператором к другой фацете 1 гелиостата 2. Обход ряда гелиостатов 22 начинают с северной или южной стороны гелиостатного поля вокруг башни с приемником 20 по ходу видимого перемещения Солнца.

При корректировке фацет 10 (фиг..2) гелиостата 11, входящего в состав солнечной печи, выполненной на основе параболоида 15 с приемником 16 излучения, и имеющего индивидуальный датчик, системы 12 располагают на двухкоординатной подвеске 13 с приводами 14, а светочувствительный элемент

4 с помощью подвижного основания 3, управляемого оператором, располагают в зоне отраженных центральной фацетой 10 лучей. Датчик 8 направления (йе показан), которым в данном случае служит гиротеодолит, задает направление, параллельное оптичес" кой оси параболоида 15 °

По сигналу гиротеодолита (напри-. мер, путем отсчета делений), поступающему к оператору с пульта l7, подаются электрические сигналы на приводы 7 поворота двухкоординат". ной подвески 6, обеспечивающие требуемое ориентирование устройства для юстирования. Гироплатформа 5 обеспечивает точность ориентирования независимо от силовых воздействий на устройство и однократное использование гиротеодолита. Отклонение отраженного центральной фацетой l0 луча от установлейного гиротеодолитом направления воспринимается светочувствительным датчиком 4 и преобразованное в электрические сигналы через блок 18 управления и блок

19 переключения поступает на соответствующие приводы 14 поворота двухкоординатной подвески 13 со светочув992943 ствительным датчиком системы 12 наведения, вызывая поворот рамы гелиостата 11 до исчезновения отклонения.

Затем датчик 4 с помощью подвижного основания. 3, управляемого оператором, располагают в зоне отраженных другой фацетой 10 (нецентральной) лучей. Отклонение отраженных лучей от заданного направления воспринимается датчиком 4 и преобразованное им в электрические сигналы поступает через блоки 18 и 19 на приводы 9 поворота соответствующей нецентральной фацеты 10 гелиостата 11, 1$

Корректировка положения датчика системы 12 наведения и фацет 10 может быть осуществлена как в автоматическом режиме, так и с контролем оператором (по сигналам .с пульта gp

17 ). Блоки 18, 19, 21 и "2 могут быть расположены на подвижном основании 3, а электрическая связь с приводами 9 поворота фацет 10 или 1 (фиг. 1) может осуществляться пере- z$ носным кабелем.

Снабжение устройства для юстиро-вания датчиком 8 направления, оптически соосным со светочувствительным датчиком 4 и установленным вме- 3я сте с последним на двухкоорди атной

l подвеске 6 с приводами 7 пово ота, а также его электрическое соединение с приводами 7 позволяют выставить оптическую ось устройства в требуемом направлении в автоматическом, полуавтоматическом или ручном режимах, что обеспечивает корректировку положения фацет 1 гелиостата 2 в процессе слежения последним за положением Солнца, что, в свою очередь, позволяет компенсировать систематические интегральные погрешности систем наведения гелиостатов, повышая точность и интегральную плотность кон- 4$ центрации солнечного излучения, в фокальной зоне приемника 20 излучения.

Кроме того, юстируемые факты 1 образуют вогнутую поверхность на протяжении всего поля гелиостатов 2, что дополнительно повышает КПД гелиоустановки, в частности солнечной электростанции бащенного типа. Мак$$ . симальное повышение концентрации cosiнечного излучения достигается при соблюдении суточного и годичного графиков юстировки по зонам поля гелиостатов 2. Расположение двухкоординатной подвески 6 на гироплатформе 5 обеспечивает высокую точность ориентации устройства для юстирования независимо от силовых возмущений, действующих на устройство, что дополнительно повышает КПД юстируемой гелиоустановки.

Коррекция положения фацет 1 и 10 достигается с помощью установленных на рамах гелиостатов 2 и 11 соответственно привсдов 9 поворота.

Введение второй двухкоординатной подвески 13 с приводами 14 обеспечивает корректировку оптической оси светочувствительного датчика индивидуальной системы 12 наведения гелиостата 11, что повышает коэффициент концентрации солнечного излучения и позволяет при необходимости разорентировать гелиостат 11, не прекращая процесса наведения на Солнце, что, в свою очередь, обеспечивает регулирование плотности излучения на приемнике 16 в кратчайший период времени.

Устройство позволяет автоматизировать юстирование, производить выророчный контроль ориентации cseточувствительных датчиков индивидуальных систем наведения и фацет гелиостатов s процессе работы гелиоустановки, производить начальное юстирование фацет, после их монтажа на гелиостате и выполнять необходимую оптическую ориентацию элементов гелиоустановки, что, в свою очередь, обеспечивает высокий коэффициент концентрации оптической системы гелиоустановки при длительной эксплу" атации. формула изобретения

1. Устройство для юстирования фацет гелиостата, содержащее подвижное основание и установленный на нем светочувствительный датчик, о т " л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це" лью расширения диапазона работы, оно снабжено гироплатформой, расположенной на ней двухкоординатной подвеской с приводами поворота, датчиком направления, расположенным on" тически соосно. светочувствительному датчику и установленным вместе с последним на двухкоординатной подвеске, и приводами поворота фацет, при9 992943 10 ически кой с приводами поворота, электричесчем датчик направления электрически кои с ки соединенными со св еточувствительсоединей с приводами поворота подеточ вствительный датчик- ным датчиком. вески, а светочувст

Источники информации, с приводами поворота фацет. о по и. 1 о т л и - з пРинятые в е о внимание при экспертизе ,2. Устройство по и.

1. Захидов Р,А. и др, Применениеч а а щ е е сятем,,что при юстиа с ин иви- .лазеров для контроля гелиотехничесровании фацет гелиостата с индивиких»отражателеи.- ел Телиотехникан дуальной системой наведения оно снаб8 жено второй двухкоординатнои подвес992943

Составитель П. Пендеров ич

Редактор E.Êèíèâ Техред M.Íàäü Корректор Л.Бокшан

Заказ 430/50 Тираж 781 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4