聚焦式中央太阳能接收器制造技术

提供一种中央太阳能接收器(1)，包括具有壁的热交换器组件，所述壁形成入口室(2)和大致并置的出口室(3)，所述入口室和所述出口室借助多个管组件(4)相互连接。每个管组件(4)具有内管(6)和外管(7)，管组件(4)延伸远离入口室和出口室(2，3)。外管(7)的远端(8)被封闭并且内管(6)在封闭端(8)之前终止。每个内管(6)的内部与入口室和出口室(2，3)中的一个联通，并且每个内管和外管(6，7)之间的空间与入口室和出口室(2，3)中的另一个联通，以借助内管(6)以及内管和外管(6，7)之间的空间形成通道来连接所述入口室和所述出口室(2，3)，流动方向改变大约180°。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在聚焦式太阳能发电厂中使用的聚焦式中央太阳能接收器，用于接收从太阳射线反射器的定日镜场(hel1stat field)反射并聚焦于中央太阳能接收器上的太阳射线。更具体而言，本专利技术涉及中央太阳能接收器，其中工作气体(可以为空气但并不一定是空气)在经由燃烧室可选地供给到燃气涡轮之前被加热。
技术介绍
聚焦式太阳能电力接收器已经以许多不同的配置制造。加压空气(高压)太阳能电力接收器和开放空气(低压)太阳能电力接收器均已在研究设施中成功测试并且已经建造了试运行示范工厂。可产生热的加压空气的现有的接收器包括管式接收器和封闭容积式接收器。管式接收器被称为间接辐射接收器并且总体上由多个耐高温金属合金炉管组成，诸如压缩空气、水/蒸汽、二氧化碳的加压工作流体或其它合适的工作流体穿过该炉管。另一方面，开放和封闭容积式接收器被认为是直接辐射接收器。封闭容积式接收器通常利用加压石英窗，太阳辐射穿过该加压石英窗并射到加压室内的多孔吸收介质。加压气体移动通过该吸收介质并因而获得热能同时冷却该吸收介质。加热的加压气体，通常为空气，可被用于多种不同目的，申请人特别感兴趣的一个目的在于向燃气涡轮供给能量，燃气涡轮用于驱动诸如发电机等的合适的机器。若干其它的集热装置已被提出，而本专利技术提出一种替代物，该替代物被展望可具有特别积极的效果。这些中的一个在欧洲专利申请公开号EP2520872中公开。在描述的装置中，多个锥体元件由公共室壁承载，并且待加热的传热流体被引入每个锥体元件的顶端并随着其在锥体元件的被太阳能加热的外壁与从外壁向内间隔开的内锥体壁之间流动而被加热。该设想试图捕获相邻锥体的会聚的外壁之间的太阳能。将注意到，为了本说明书的目的，术语“管”旨在表示沿其长度具有大致恒定的横截面形状的细长中空圆柱体。通常，管的长度将至少为横截面尺寸的两倍并且一般至少为横截面尺寸的五倍，并且最为通常的是为横截面尺寸的五到二十倍，或者更多。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种中央太阳能接收器，包括具有壁的热交换器组件，所述壁形成入口室和大致并置的出口室，所述入口室和所述出口室借助多个管组件相互连接，所述管组件中的每个具有内管和外管，并且所述管组件延伸远离所述入口室和所述出口室，其中所述外管的远端是封闭的，并且所述内管在所述封闭端之前终止，其中每个内管的内部与所述入口室和所述出口室中的一个联通，并且每个所述内管和所述外管之间的空间与所述入口室和所述出口室中的另一个联通，以借助所述内管的内部以及所述内管和所述外管之间的空间形成通道来连接所述入口室和所述出口室，并且在每个管组件的所述外管的所述封闭端处或者朝向每个管组件的所述外管的所述封闭端，流动方向改变大约180°。本专利技术的进一步的特征提供所述入口室和所述出口室中的一个位于另一个之内，使得一个成为内室而另一个成为外室，每个管组件的所述内管从所述内室穿过所述外室并进入每个组件的所述外管中，使得所述内管与所述内室连接而所述外管与所述外室连接；提供每个管组件的所述封闭端为圆顶形状，通常为半球形；并提供所述入口室和所述出口室的所述壁为大致同心的部分球形形状，或者替代地，为同心圆柱形或部分圆柱形形状，在这些示例的任一示例中，所述管组件相对于所述同心壁大致径向延伸。本专利技术的再进一步的特征提供管组件具有沿大致径向方向延伸远离所述室的多种不同长度中的一种，多种不同的长度为至少两种不同长度、并且可能是三种或四种不同长度，使得所述管组件的所述外管的所述封闭端相对于所述入口室和所述出口室处于不同的距离处；提供所述内管在外管内至少轴向地自由移动，由此使热应力降至最低；并提供散热片装置，该散热片装置可以是笔直的或顺着螺旋形路径被提供在每个管组件的所述内管与所述外管之间，以便增进向在所述通道内流动的气体的热传递，并且如果在所述热交换器组件的不同部件中发生不均匀膨胀和收缩，用以限制所述内管相对于所述外管近似轴向移动。【附图说明】为了更完全地理解本专利技术的上述特征及其它特征，现在将参照附图描述本专利技术的不同实施例。在附图中:图1是根据本专利技术的中央太阳能接收器的一个实施例的部分剖开的示意性立面图；图2是形成图1中例示的本专利技术的实施例的一部分的一簇管组件的详细示意性侧立面图；图3是沿图2中的线II1-1II截取的示意性剖面图；图4与图3相同但示出安装在一簇管组件中的管组件之间的附加的挡风板；图5是贯穿一个管组件截取并更清楚地示出其构造的示意性横截面图；图6是仅示出管组件的一部分的贯穿管组件的示意性纵剖面，其中破开纵向截面并例示其中的空气流；图7是根据本专利技术的中央太阳能接收器的第二实施例的部分剖开的示意性立面图；图8是根据本专利技术的中央太阳能接收器的第三实施例的部分剖开的示意性立面图；图9是定日镜场和支撑中央太阳能接收器的中央塔的布置的示意性图示；图10是可采用根据本专利技术的中央太阳能接收器的基本聚焦式太阳能发电厂的示意性回路图。【具体实施方式】在附图中示意性例示的本专利技术的实施例中，总体上用附图标记⑴指示的中央太阳能接收器包括具有壁的热交换器组件，该壁形成内入口室(2)和大致同心并置的外出口室(3)，其中这两个室借助大量管组件(4)相互连接。在本专利技术的该实施例中，这两个室为大致同心的部分球形形状，从而定日镜场的反射太阳辐射可被适当地接收并且管组件与其轴线相对于两个室的同心壁大致径向延伸，也就是说，沿在使用时辐射将被接收的大致方向延伸。因此，如图1的左手侧最清楚地示出的，管组件沿大致向下倾斜的方向延伸，并且其外端终止于一系列大致粗短的圆柱形外壳中的一个，其被示出为图1的右手侧的细长的水平矩形。如图3至图6中最清楚地示出的，管组件中的每个均具有内管(6)和外管(7)，并且管组件延伸远离入口室和出口室。外管的远封闭端(8)相对于入口室和出口室处于最外面的位置。每个管组件的每个外管的封闭端为圆顶形状，通常为半球形，以便于通过将气体的流过方向改变180°而改变冲击在封闭端上的气体的方向。内管(6)在外管的封闭端⑶之前终止。内管朝向其另一端延伸通过外出口室(3)，使得其最内端(9)与内入口室⑵联通。每个管组件的外管(7)在其封闭端与出口室(3)之间联通，使得各内管和外管之间的空间(11)可用于气体从外管的封闭端流到出口室。采用这种方式形成通道，该通道借助内管的内部以及内管和外管之间的空间连接入口室和出口室，在管组件的外管的封闭端处或朝向管组件的外管的封闭端流动方向改变180°。因此，内管与内室连接，并且外管与外室连接。为了管组件吸收射在中央太阳能接收器上的满意量的太阳能，管组件具有沿大致径向方向延伸远离所述室的多种长度中的一种，在本例中是三种不同长度。这样一来，管组件的外管的封闭端相对于入口室和出口室处于不同的距离处。不同长度的管可成簇布置当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中央太阳能接收器，包括具有壁的热交换器组件，所述壁形成入口室和大致并置的出口室，所述入口室和所述出口室借助多个管组件相互连接，所述管组件中的每个具有内管和外管，并且所述管组件延伸远离所述入口室和所述出口室，其中所述外管的远端是封闭的，并且所述内管在所述封闭端之前终止，其中每个内管的内部与所述入口室和所述出口室中的一个联通，并且每个所述内管和所述外管之间的空间与所述入口室和所述出口室中的另一个联通，以借助所述内管的内部以及所述内管和所述外管之间的空间形成通道来连接所述入口室和所述出口室，并且在每个管组件的所述外管的所述封闭端处或者朝向每个管组件的所述外管的所述封闭端，流动方向改变大约180°。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：德特勒夫·G·克勒格，
申请(专利权)人：斯坦陵布什大学，
类型：发明
国别省市：南非;ZA