本發(fā)明涉及光熱電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種焦耳加熱裝置及具有電加熱功能的光場(chǎng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)為在太陽(yáng)鏡場(chǎng)布置集熱器，集熱器中的集熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油，因此，太陽(yáng)鏡場(chǎng)將太陽(yáng)光匯聚到集熱器中，從而將集熱器中冷的導(dǎo)熱油加熱為高溫導(dǎo)熱油；從集熱器輸出的高溫導(dǎo)熱油流入到油水換熱器，與冷卻水進(jìn)行熱交換，將冷卻水加熱為過(guò)熱蒸汽，從而驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)做功發(fā)電；經(jīng)油水換熱器輸出的冷的導(dǎo)熱油被導(dǎo)熱油循環(huán)泵重新輸送回集熱器中進(jìn)行吸熱。另外，當(dāng)太陽(yáng)光充足時(shí)，從集熱器輸出的高溫導(dǎo)熱油還部分輸送到油鹽換熱器中，與儲(chǔ)熱介質(zhì)熔融鹽發(fā)生熱交換，將熔融鹽加熱為高溫熔融鹽，并通過(guò)熱儲(chǔ)鹽罐作為熱源儲(chǔ)存。由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)的槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，采用導(dǎo)熱油作為集熱介質(zhì)，采用熔融鹽作為蓄熱介質(zhì)，采用水蒸汽作為發(fā)電介質(zhì)；由于導(dǎo)熱油的溫度上限為400度，從而制約了槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電的蒸汽溫度和壓力參數(shù)，難以提高發(fā)電效率；另外，由于采用了三種介質(zhì)，槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)需要設(shè)置油鹽換熱器和油水換熱器，增加了系統(tǒng)成本。

為解決上述問(wèn)題，國(guó)際上也有研發(fā)機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)采用熔融鹽介質(zhì)同時(shí)作為集熱和蓄熱介質(zhì)的槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，然而，由于熔融鹽的凝固點(diǎn)很高，因此，熔融鹽非常容易凝固，從而為整個(gè)槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)的循環(huán)帶來(lái)災(zāi)難性事故。

一般槽式集熱器都采用電加熱的方式，即集熱場(chǎng)注鹽前需將集熱管預(yù)熱，但受集熱管結(jié)構(gòu)限制，只能通過(guò)焦耳加熱預(yù)熱集熱管。焦耳加熱即將電壓直接加到被加熱物體上，利用導(dǎo)體本身的焦耳效應(yīng)發(fā)熱，屬于直接電阻加熱，熱效率高。

原有的焦耳加熱器，為單相變壓器，使用過(guò)程中會(huì)造成供電電源三相不平衡。柴油發(fā)電機(jī)三相不平衡時(shí)會(huì)造成的危害如下：

1)影響設(shè)備的運(yùn)行出力，發(fā)電機(jī)設(shè)備容量設(shè)計(jì)是按三相負(fù)荷條件來(lái)確定的，如果三相負(fù)荷不平衡，設(shè)備容量只能以三相負(fù)荷中最大一相為限，因此設(shè)備出力降低。

2)中性線(xiàn)就有電流通過(guò)，低壓供電線(xiàn)路損耗增大。

3)造成三相電壓不對(duì)稱(chēng)，使中性點(diǎn)電位產(chǎn)生位移。

4)影響電動(dòng)機(jī)的輸出功率，并使繞阻溫度升高。

5)使有的相電壓高，另外的相電壓降低。

6)中性線(xiàn)電流過(guò)大，異線(xiàn)可能會(huì)燒斷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種光場(chǎng)的電加熱裝置。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是：

一種焦耳加熱裝置，包括與三相交流電對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)整流單元，所述的整流單元包括三個(gè)為一組的六個(gè)單相整流模塊，同一組的三個(gè)單向整流模塊的火線(xiàn)輸入端分別與三相交流電的三相電連通，同一組的三個(gè)單相整流模塊的輸出對(duì)應(yīng)并聯(lián)后作為整體正極和整體負(fù)極，一組單相整流模組的整體正極和另一組的整體負(fù)極并接后作為輸出地極，其余的整體正極和整體負(fù)極分別作為輸出正極和輸出負(fù)極。

包括2-4個(gè)整流單元，所述的整流單元的輸入并接至三相電，輸出對(duì)應(yīng)并接至輸出地極、輸出正極和輸出負(fù)極。

還包括并聯(lián)在所述的三相交流電側(cè)的防雷單元。

所述的輸出負(fù)極、輸出正極和輸出地極對(duì)應(yīng)接入斷路器的輸入端。

一種具有電加熱功能的光場(chǎng)，所述的光場(chǎng)包括由多個(gè)依次串聯(lián)子槽式集熱器構(gòu)成的槽式集熱器以及如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的焦耳加熱裝置，所述的槽式集熱器包括被絕緣支撐的集熱管，各槽式集熱器的集熱管經(jīng)金屬軟管相連接且相導(dǎo)通，所述的輸出正極接入串聯(lián)且導(dǎo)通的集熱管中部，所述的輸出負(fù)極接入所述的串聯(lián)且導(dǎo)通的集熱管兩端。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明直接采用三相交流電轉(zhuǎn)化為直流電進(jìn)行電加熱，三相電的電壓范圍：270vac-502vac，頻率范圍45hz-65hz，直流輸出對(duì)地電壓42.5v，而原來(lái)方案中使用的為交流42.5v，其峰值電壓達(dá)60v，相比較直流電壓更低更安全。因?yàn)閮山M單相整流模塊輸出的并接將負(fù)荷均勻的分布到三相上，故無(wú)論加熱過(guò)程中同時(shí)啟動(dòng)多少焦耳加熱器，都不會(huì)引起電源的三相不平衡。因此對(duì)于選擇作為電源的柴油發(fā)電機(jī)有極大優(yōu)勢(shì)，基本消除了相間不平衡對(duì)發(fā)電機(jī)的危害。

附圖說(shuō)明

圖1所示為本發(fā)明的光場(chǎng)的電加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖所示，本發(fā)明的焦耳加熱裝置包括與三相交流電對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)整流單元，所述的整流單元包括三個(gè)為一組的六個(gè)單相整流模塊，同一組的三個(gè)單向整流模塊的火線(xiàn)輸入端分別與三相交流電的三相電連通，同一組的三個(gè)單相整流模塊的輸出對(duì)應(yīng)并聯(lián)后作為整體正極和整體負(fù)極，一組單相整流模組的整體正極和另一組的整體負(fù)極并接后作為輸出地極，其余的整體正極和整體負(fù)極分別作為輸出正極和輸出負(fù)極。所述的輸出負(fù)極、輸出正極和輸出地極對(duì)應(yīng)接入斷路器的輸入端以作為最終輸出控制。如，所述的單相整流模組為recgspcs，其火線(xiàn)輸入端對(duì)應(yīng)接入三相交流電的l1、l2或l3，零線(xiàn)輸入端接入三相交流電的n極，各pe極接地，單項(xiàng)整流模的正極輸出為+45.2v，負(fù)極為-42.5v以滿(mǎn)足安全使用需求。

同時(shí)還包括與所述的單相整流模塊、防雷單元通訊連結(jié)的監(jiān)控模塊，其功能為1.控制：使整流器可接收就地或遠(yuǎn)程的啟停、調(diào)壓指令；2.檢測(cè)：檢測(cè)各整流模塊、避雷器的工作狀態(tài)以及輸出電流；3.保護(hù)：檢測(cè)到輸出電流過(guò)大、過(guò)小、不均衡時(shí)發(fā)出指令，關(guān)閉模塊輸出。同時(shí)，輸出正極和輸出地極對(duì)應(yīng)的輸入側(cè)還分別串接有fl1、fl2兩個(gè)檢流器，利用檢流器可檢測(cè)輸出電流。

輸出側(cè)之所以設(shè)為正極、負(fù)極、地三個(gè)輸出極是因?yàn)榧療峄芈分衧ca間通過(guò)角度補(bǔ)償器相連，且角度補(bǔ)償器直接接地，為保證焦耳加熱回路不會(huì)對(duì)相鄰sca或者大地漏電流，故需整流器的輸出為三極，且一極直接接地，另兩極對(duì)地電壓大小相等，正負(fù)相反。

本發(fā)明直接采用三相交流電轉(zhuǎn)化為直流電進(jìn)行電加熱，三相電的電壓范圍：270vac-502vac，頻率范圍45hz-65hz，直流輸出對(duì)地電壓42.5v，而原來(lái)方案中使用的為交流42.5v，其峰值電壓達(dá)60v，相比較直流電壓更低更安全。因?yàn)閮山M單相整流模塊輸出的并接將負(fù)荷均勻的分布到三相上，故無(wú)論加熱過(guò)程中同時(shí)啟動(dòng)多少焦耳加熱器，都不會(huì)引起電源的三相不平衡。因此對(duì)于選擇作為電源的柴油發(fā)電機(jī)有極大優(yōu)勢(shì)，基本消除了相間不平衡對(duì)發(fā)電機(jī)的危害。

優(yōu)選地，本發(fā)明的焦耳加熱裝置包括2-4個(gè)整流單元，所述的整流單元的輸入并接至三相電，輸出對(duì)應(yīng)并接至輸出地極、輸出正極和輸出負(fù)極。多個(gè)并聯(lián)設(shè)置，可引入備用提高整體設(shè)備使用的穩(wěn)定性，而且提高輸出功率，提高加熱效果。

同時(shí)，為提高整體的安全性，還包括并聯(lián)在所述的三相交流電側(cè)的防雷單元。而且，三相交流電經(jīng)前級(jí)斷路器后輸入整流單元以作為前端控制。

從整體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的焦耳加熱裝置包括交流配電單元，整流單元和直流配電單元，交流配電單元包括防雷單元和市電輸入斷路器，直流配電單元即將各單相整流模塊的輸入并接作為整體輸出的斷路器。

本發(fā)明還同時(shí)公開(kāi)了一種具有電加熱功能的光場(chǎng)，所述的光場(chǎng)包括由多個(gè)依次串聯(lián)子槽式集熱器構(gòu)成的槽式集熱器以及所述的焦耳加熱裝置，所述的槽式集熱器包括被絕緣支撐的集熱管，各槽式集熱器的集熱管經(jīng)金屬軟管相連接且相導(dǎo)通，所述的輸出正極接入串聯(lián)且導(dǎo)通的集熱管中部，所述的輸出負(fù)極接入所述的串聯(lián)且導(dǎo)通的集熱管兩端。

本發(fā)明的光場(chǎng)，利用低壓直流電進(jìn)行加熱，串聯(lián)后的集熱管兩端的輸送管進(jìn)行多點(diǎn)接地，有效保證了使用安全性和電連接的便利性，能實(shí)現(xiàn)快速有效可控安全的焦耳加熱。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。