基于面板的太阳能接收器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于太阳能塔式热电站(4)的太阳能接收器面板，其包括：前面板(8)，其外表面接收来自定日镜(3)的场域的太阳辐射(2)；后面板(9)；在面板(8、9)之间的密封元件(10)，其被布置在前面板和后面板的横向端部处；位于面板(8、9)上部的进口收集器(5)，热传递流体在此进入接收器(1)；以及位于面板(8、9)下部的排出收集器(6)，热传递流体在此离开接收器(1)；其中，前面板(8)、后面板(9)和两个密封元件(10)形成接收器本体(16)，其构成热传递流体(7)的通道。每个太阳能塔能够包括一个或多个面板接收器(1)，其串联或并联布置，其中相同或不同流体(7)在其间循环。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于太阳能设施领域，更具体地，涉及用于太阳能塔式热电站的接收器系统。
技术介绍
当地球处于距离太阳平均距离时，在地球的垂直表面上，每单位时间和面积在地球上接收的太阳能量大约是1KW/m2。该量对于几乎所有应用是不足的，其中能量必须被转换成做功。解决方案是使用光学地集中在一个焦点上以达到更大的流密度以及因此更高的温度的系统或设施。自古以来，人类一直试图利用镜子聚集以达到高温。据信，阿基米德(公元前287-212)写了一本题目为“论燃烧的镜子(On burning mirrors)”的书，其没有副本幸存下来并其形成围绕马塞卢斯(Marcellus)在212年的罗马舰队的覆灭的神秘事件的一部分。从那时起，太阳能流的集中用于各种应用中，如熔融材料(齐尔恩豪斯(Tschirnhaus)，1651-1700)，烹饪烤箱(索绪尔(Saussure)，1740-1799)或直在低压下直接产生蒸汽(贸促特(Mouchot)，1825-1912)。C.G.O.巴尔已经在1896年申请了太阳能机器的专利，其使用安装在圆形布置的轨道车上的半抛物线镜，固定的锅炉位于该系统的焦点。该机器被认为是“发电塔”系统的先驱之一，其中，太阳辐射通过定日镜场域朝位于塔顶部的接收器所集中，接收器与所产生的光学系统的焦点重合。此外，1974年公布的专利US3924604被认为是第一个描述现代太阳能热电厂的专利。在所述专利中，中央塔的顶部容纳一个由布置在塔轴线周围的管道所形成的外接收器，该外接收器收集了在它周围圆形布置的定日镜的场域的射线。在塔式的太阳能塔式热电站中，来自定日镜的场域的辐射由接收器的外部表面所接收。该辐射的一部分被反射，并且其余由所述外表面的材料所吸收，外表面在此过程中被加热。当加热时，在接收器的外部表面和环境之间产生温差，并且一些被吸收的能量以辐射和对流损失的形式返回给环境中。其余被吸收的能量通过被传导通过材料到内表面，并且从那里到接收器的工作或热传递流体来传输，热传递流体将所述能量从接收器输送出去，用于例如在存储罐或在发电系统内的后续使用。接收器外表面的最后温度是在所涉及的各种机构之间的平衡。在太阳能接收器的几何形状方面，太阳能接收器可分类为两组，即空腔类型的接收器，如1979年公布的专利US4164123所描述的，该类型的接收器被容纳在位于塔顶部的壳体或空腔内，以及外部类型接收器，如布置在户外而没有保护它们免于元件的任何类型壳体的接收器。后一类型，即外部接收器，通常经由自然对流而具有更大损失，但可利用来自完全圆形的场域的辐射。外部类型的接收器的示例可以在1979年公布的专利US4136674，以及在1981年公布的US4289114和US4245618中找到。这两种接收器系统(空腔和外部)可在商业示范项目上找到，如美国的太阳能一号站以及西班牙的PS10站。类似地，将在接收器中所捕获的能量传输到使用点的工作流体分为两类：状态改变的流体诸如水，以及状态不变的流体诸如熔盐和熔融金属。如果使用水，则接收器实际上是蒸汽发生器，且因此通常设置有其三个主要部件，即预热器、蒸发器和过热器，预热器、蒸发器和过热器可以或可不连续或即使没有其中一个地布置，如在具有生物量或其它技术的杂混太阳能热电厂中一样。所产生的蒸汽直接地移动蒸汽轮机并能通过蒸汽罐短时间存储，这抑制了由云引起的瞬变。使用水作为热传递流体的接收器的一些示例可在1984年公布的专利US485803，2009年公布的US12547650，2010年公布的WO2010139823中找到。至于目前已经修建的电厂，PS10使用这种蒸汽发生技术。此外，当需要更大的临时能量存储能力，以使太阳能热设施能够在很小或没有太阳辐射的时期内继续发电时，使用也能够更有效地后续存储的工作液体。如1998年公布的US5850831，1999年公布的US5862800等专利构成了一样熔融盐特定接收器的设计的示例。至于示范项目，太阳能二号厂是该技术的一个示例。菲涅耳方程提供了在入射和反射辐射之间关系，并表明为了减少接界表面的反射，由入射辐射与所述表面正交的矢量一起所形成的角度必须尽可能接近于零。然而，不管是否使用状态改变的热传递流体或使用不改变状态的流体，迄今已知的接收器设计采用通常竖直地布置并通过其在冷工作流体进入的进口收集器的一侧上以及在受热工作流体离开的排出收集器的另一侧上的端部连接的被称为壁的管道组，其中收集器为将流体分布到在壁内的各种管道的管道系统。上述专利示出了这种设计。其它时间，使用也基于管道但具有其它几何图形的其它布置，如在专利US2008/0078378中所述的螺旋管道。因此，所有的现有解决方案使用管道，这是由于管道是最好准备以在允许流体在其内部流动同时承受内部压力的几何形状。如达到10MPa(100吧)的过热蒸汽的情形，这使得特别适于与在高压下的流体一起工作的接收器。缺点是由于制造的更复杂性，成本比其平坦的等效物(例如金属板)要高。在当前的接收器中，壁此外组合在一起以形成适于最大化接收由定日镜的场域所反射的辐射的布置，其在空腔接收器的情形中可以是半圆柱形或在外部接收器的情形中是圆柱形。这种由离散元件形成的布置的类型将高应变集中在其所有的联接部上。因此，在不同壁之间的联接部以及管道-收集器联接部是带有最产生热变形的接收器区域。此外，为了形成它们，诸如必须对受到很大应变的管道-收集器联接部施加直接插入或焊接的解决方案，并且为了防止开裂，需要使用带有更大直径和厚度的收集器。专利US2003/0041857描述了该问题的一种解决方案，其在于使用不管一起使用或者单独使用的被加工或被挤压的喷嘴，使得能够使用更轻的收集器，但增加了复杂性和制造成本。此外，在不接收来自定日镜的场域的辐射的接收器的部分(背部)内，通常应用一层绝缘体以减少热损失。所述绝缘体必须被保护免受形成每一壁的各种管道的直接辐射，以防止它变质。为此，它们可或者直接地通过填隙焊缝或通过促进所述连接的翼片而连接在一起。在这两种情况下，由于以下的事实：这些点形成热点，其高温可能导致管道失效，该连接必须减少尽可能不被工作流体冷却的面积的大小。最后，值得指出的是，接收器中使用的管通常是光滑种类的，使得在管和热传递流体之间的热传递能力由管直径和流体速度确定。为了增加所述管内的热传递，已经本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于太阳能塔式热电站(4)的基于面板的太阳能接收器(1)，包括：前面板(8)，所述前面板(8)的外表面接收来自定日镜(3)的场域的太阳辐射(2)，后面板(9)，在面板(8、9)之间的密封元件(10)，所述密封元件(10)布置在两个面板的侧向端部处，至少一个进口收集器(5)，所述进口收集器(5)位于所述面板(8、9)的上部中，热传递流体在所述进口收集器(5)处进入所述接收器(1)，以及至少一个排出收集器(6)，所述排出收集器(6)位于所述面板(8、9)的下部中，所述热传递流体在所述排出收集器(6)处离开所述接收器(1)，其中，所述前面板(8)、所述后面板(9)和所述密封元件(10)形成接收器中心本体(16)，所述中心本体(16)构成所述热传递流体(7)行进通过的通道。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.01 ES P2012002031.一种用于太阳能塔式热电站(4)的基于面板的太阳能接收器
(1)，包括：
前面板(8)，所述前面板(8)的外表面接收来自定日镜(3)的
场域的太阳辐射(2)，
后面板(9)，
在面板(8、9)之间的密封元件(10)，所述密封元件(10)布
置在两个面板的侧向端部处，
至少一个进口收集器(5)，所述进口收集器(5)位于所述面板
(8、9)的上部中，热传递流体在所述进口收集器(5)处进入所述接
收器(1)，以及
至少一个排出收集器(6)，所述排出收集器(6)位于所述面板
(8、9)的下部中，所述热传递流体在所述排出收集器(6)处离开所
述接收器(1)，
其中，所述前面板(8)、所述后面板(9)和所述密封元件(10)
形成接收器中心本体(16)，所述中心本体(16)构成所述热传递流
体(7)行进通过的通道。
2.根据权利要求1所述的基于面板的太阳能接收器(1)，其特
征在于，在所述接收器(1)内部循环的所述热传递流体(7)是动力
循环自身的工作流体。
3.根据权利要求1所述的基于面板的太阳能接收器(1)，其特
征在于，在所述接收器(1)内部循环的所述热传递流体(7)是随后
将其能量传递到动力循环的工作流体的热传递流体。
4.根据权利要求1所述的基于面板的太阳能接收器(1)，其特
征在于，在所述接收器(1)内部循环的所述热传递流体(7)是带有
高能量提取能力的流体。
5.根据权利要求4所述的基于面板的太阳能接收器(1)，其特
征在于，所述热传递流体(7)是熔融金属。
6.根据权利要求1所述的基于面板的太阳能接收器(1)，其特
征在于，所述面板(8、9)的几何形状是平坦面板种类的。
7.根据权利要求1所述的基于面板的太阳能接收器(1)，其特
征在于，所述面板(8、9)的几何形状具有半球形曲率。
8.根据权利要求1所述的基于面板的太阳能接收器(1)，其特
征在于，所述面板(8、9)的几何形状具有半圆柱形曲率。
9.根据权利要求8所述的基于面板的太阳能接收器(1)，其特
征在于，所述中心本体(16)的几何形状是椭圆的，其中，与椭圆的
最大轴线对应的端部(17)是直的，且顶点被圆化。
10.根据权利要求8所述的基于面板的太阳能接收器(1)，其特
征在于，所述接收器(1)的中心本体(16)是矩形的。
11.根据权利要求1所述的基于面板的太阳能接收器(1)，其特
征在于，所述面板...

【专利技术属性】
技术研发人员：保拉·略伦特福尔奇，劳尔·纳维奥希拉韦特，卢西亚·塞拉诺加利亚尔，安德烈斯·卡斯特罗德贝尼托，豪尔赫·比利亚里卡比尼亚斯，巴勃罗·科卡巴尔德斯，
申请(专利权)人：阿本戈太阳能新技术公司，帝彩欧洲公司，
类型：发明
国别省市：西班牙;ES