苏州大禹新能源科技有限公司开发的一种新型槽式太阳能集热装置——以集热管为转轴的槽式太阳能集热装置日前已研发成功，该系统将太阳能与燃机联合循环机组紧密结合，蒸汽参数达到9E级燃气——蒸汽联合循环机组主蒸汽60bar/521℃的次高参数要求，进一步还可使主蒸汽参数达到普通火力发电机组亚临界参数（170bar/540℃）的要求。
这些技术包括：集热装置朝向太阳倾斜安装，一维自动跟踪；采用以集热管为转轴的聚光镜；真空集热管采用双套螺旋夹层型集热芯管，适用于水、蒸汽以及汽水两相流作为介质，介质温度最高可达550℃，压力不限，完全能满足各种参数等级的常规汽轮发电机组主蒸汽参数要求。这种集热装置的集热效率可达80%左右，次高参数汽轮发电机组的热电转换效率可达37%，总体光热发电效率接近30%，远远超过现有光热电站的发电效率，也远远超过光伏发电效率。企业对集热装置的开发设计和量产工艺已经形成一整套技术，也能为太阳能与常规火电机组实现联合循环提供技术方案。
新型槽式集热装置与传统槽式集热装置(当今世界上主流产品)各项性能特点对比如下表：
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序
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新型槽式集热装置
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传统槽式集热装置
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1
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在跟踪太阳时，聚光镜以集热管为转轴跟随太阳转动，维持集热管固定不动，便于与外部介质管道作焊接连接，能够承受高压。跟踪阻力小，功耗低。
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跟踪太阳时，由于集热管（焦轴线）与转轴不重合，集热管会跟着聚光镜一起转动，与外部介质管道只能通过软管或活节管连接，不能承受过高压力，且对跟踪运动也有牵连阻力。
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2
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聚光镜和集热管倾斜安装，开口朝向太阳，一维跟踪，实现正面照射，提高集热效率。
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聚光镜和集热管水平安装，太阳斜射，一维跟踪，集热效率较低。
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3
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集热管采用双套螺旋夹层型芯管，使介质在夹层中作螺旋形运动，增强吸热效果和传热均匀性，适合水和蒸汽及汽水两相流作介质。
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集热芯管为直通光管，主要适用于导热油或熔盐作介质，用水及蒸汽作介质时传热效果较差，不适合汽水两相流，集热管的下部（聚光面）和上部（直射面）温差较大。
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4
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聚光镜及其支架用普通钢材制作，镜面用高反射率的贴膜，聚光效果好，且大大减轻了重量。镜面贴膜和基板容易更换，确保长寿命，更换代价相对较小。
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聚光镜采用玻璃反射镜，易碎；镜架采用钢架结构，对刚性要求高，重量重，聚光效果略差。玻璃反射镜也可更换，但代价高昂。
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5
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用水作介质，可直接产生高温高压过热蒸汽，与普通火电机组的主蒸汽参数相匹配。本产品过热蒸汽设计温度521℃，设计压力6MPa。
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用导热油或熔盐作介质，可使介质温度达到450℃，压力1MPa，输至储存容器，再通过二次换热器加热给水，压力可提升至中压，但由于传热温差的存在，其过热蒸汽温度一般不超过400℃。
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6
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完全自主知识产权，结构设计独特新颖，造价低廉。
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依赖欧美技术，造价较贵。
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以集热管为转轴的槽式太阳能集热装置单元模块（垂直光照面积72平方米）每台售价在10—12万元之间；用于高温过热器的集热器，由于其集热管采用了耐热合金钢，价格稍贵点，约11—12万元/台（使用数量仅占20%），其它则相对较便宜，约10—11万元/台。
图：以集热管为转轴的槽式太阳能集热装置在调试中
按照已有技术不重复研究而直接使用的原则，我们重点开发了“以集热管为转轴的聚光镜”技术和“双套螺旋夹层型集热芯管”技术。分别介绍如下：
以集热管为转轴的聚光镜是一种抛物面反射聚光镜，主要由左、右反射镜、中间桁架以及始、末端板梁等五大部件所组成。左、右反射镜各由抛物筋、连接抛物筋的侧桁架、抛物面基板和反射镜面所组成，左、右反射镜之间通过抛物筋端部法兰片相固定，左、右反射镜通过两端部的抛物筋分别与始、末端板梁相固定。中间桁架上带有轴承座底板，用以固定中间轴承座来支撑集热管（接头部位），从而将集热管定位于焦轴线上。聚光镜整体上可根据区域纬度角倾斜安装或水平安装。对于左、右反射镜，抛物筋是关键元件，抛物筋所具有的抛物线形状决定了抛物面基板的形状。抛物面基板一般采用刚性不是很强的材料（如：塑钢/PVC）制作，通过马鞍件固定在抛物筋上，随其定形。而反射膜或反射镜紧贴在抛物面基板表面形成反射镜面，其反射率决定了聚光镜的反射聚光效率。
始、末端板梁于中间位置处开有让端部轴承座的空心轴穿过的中心孔，并通过端部轴承座分别与集热装置的始、末端支架相连接。始端板梁带有连接销孔，便于太阳跟踪装置的连接。如果倾斜安装（按照光场所在地的纬度角安装），始端板梁与低位支架、末端板梁与高位支架各自通过端部轴承座相连接，使得聚光镜开口朝向太阳。聚光镜不仅要承受向下的重力，还要承受轴向（沿焦轴线方向）推力，整个聚光镜的重量和轴向推力由始、末端板梁分别通过端部轴承座传递至始、末端支架。
聚光镜的五大组件全部在工厂制造（尺寸满足运输要求），运至现场安装。
图：以集热管为转轴的聚光镜结构
双套螺旋夹层型集热芯管，主要由内、外套管和螺旋筋所构成。外套管套装在内套管的外面，螺旋筋固定在外套管与内套管所构成的夹层中，形成螺旋形介质通道。螺旋筋可以是单头螺旋，也可以是多头螺旋，可独立制作，也可附着于内套管或外套管一体制作。外套管的外表面有吸热涂层，以吸收太阳能。内套管的两端部有流线型封头，在介质流过时起封堵作用并减小流动阻力。
图：双套螺旋夹层型真空集热管
当介质沿着螺旋形通道流动时，不仅作轴向运动，同时也作周向运动，形成二维流动。当某介质点流过集热芯管截面上部腔室时，接受的是直射光，光照强度较弱，吸收的热量较少，获得的温度也较低；此介质点继续流动，到达集热芯管下部腔室时，接受的是聚集光，光照强度很强，吸收的热量很多，可获得高温；这样，每个介质点都要经过集热芯管截面的上部和下部腔室（实际上是全周）若干次，吸热强弱互补，使得吸收热量非常均匀。介质的二维流动同时也增强了换热系数，在汽水两相流动时也不会发生汽、水分层。可见，此结构特点非常适合水和蒸汽以及汽、水两相流。
