用于运行接收器的方法和用于实施该方法的接收器技术

根据本发明专利技术的接收器（25）设有用于加热传输热的介质的加热区域，所述加热区域具有用于太阳光的光学的开口（3）和布置在入射的太阳光（4）的路径中的、吸收所述太阳光的吸收器（27）；并且带有用于输送所述介质穿过所述加热区域的输送组件，其中，所述吸收器（27）构造为带有减少的对流的黑色体辐射组件并且所述输送组件构造成用于输送气体作为传输热的介质。由此，所述接收器能够更简单且更可靠地构造。

Method for running the receiver and receiver for implementing the method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于运行接收器的方法和用于实施该方法的接收器
本专利技术涉及根据权利要求1和6的前序部分所述的用于运行接收器的方法和用于实施所述方法的接收器、以及根据权利要求18的前序部分所述的用于接收器的制造方法。
技术介绍
接收器被使用在太阳能发电厂中。所述接收器接纳集中的太阳辐射并且由此加热一种传输热的介质，经由所述传输热的介质在随后的技术工艺中利用所获取的热，这经由所述转变成机械功来利用，例如通过驱动涡轮机，以用于实施工业中需要热的工艺或用于供暖、例如住宅领域的远程供暖。在太阳能塔式发电厂中基本上使用构造为管束的接收器，所述管束适用于最大直至600°C的温度和600的太阳光集中度。为了更高的温度主要使用空间式构造的接收器，所述接收器针对600，1000或更多的太阳光集中度而设计。这样的温度通常处于600°C之上，达到800°C至1000°C及其之上，并且能够在不久之后达到1200°C至1500°C的范围。这样的接收器也能够（然而在较小的比例尺下）在碟式集中器的情况下使用。当前将如下接收器称为空间式接收器，所述接收器的尺寸与管形接收器相反在所有三个维度上的大小是可类比的，所述管形接收器结合凹槽或沟槽收集器来使用。这样的管形接收器具有一个维度，即长度为横截面尺寸（宽度或高度）的许多倍，其倍数在数十倍或数百倍或更多倍的范围内。用于沟槽收集器的接收器不针对上面提及的温度而构造，因为所述沟槽形的集中器关于所述接收器在两个维度上集中，然而在塔式发电厂中的定日镜的场或蝶式集中器在三个维度上集中。这样的接收器本领域技术人员作为容积式接收器已知，所述容积式接收器也适用于太阳能塔式发电厂，其中，在这样的接收器中能够得到所要求的超过500°C、或超过1000°C，例如至1200°C的温度。然而，高的运行温度引起显著的结构上的耗费。容积式接收器具有扩展的（宽松的，因此是属于“容积式”接收器）吸收器结构，所述吸收器结构例如能够由宽松的线材编织物或敞开多孔的陶瓷泡沫构成。集中的太阳辐射然后穿入到（宽松的）吸收器结构的内部并且在该处被吸收。所述传输热的介质、如空气或适合的反应副用于随后的反应器被导引穿过敞开多孔的吸收器结构并且由此借助于在所述敞开多孔的吸收器结构处的强制的对流吸收热。所述吸收器结构也能够由管结构、在深度方面分级的格栅结构或带有大的表面的本身任意的结构构成，其促使热从所述吸收器结构对流地传递至传输热的介质，当所述传输热的介质穿流所述吸收器时。一种容积式接收器例如通过REFOS项目变得已知（Receiverforsolar-hybridgasturbineandcombinedcyclesystems;R.Buck,M.Abele,J.Kunberger,T.Denk,P.HellerandE.Lüpfert,于JournaldePhysiqueIVFrance9（1999）），所述容积式接收器在下面结合图1详细描述。这样的接收器具有如下缺点：所述吸收器结构制造起来是耗费的并且所述吸收器的穿流可能变得不稳定，尤其是由于在运行中不期望地出现的温度分布。
技术实现思路
相应地，本专利技术的任务是，提供一种改善的接收器。所述任务通过带有权利要求1的特征部分的特征和权利要求6的特征部分的特征的方法来解决。通过按照根据本专利技术的方法使所选择的传输热的气体在红外线范围的频带中是吸收式的，并且如此调整运行参数，使得显著部分的热增加通过在所述传输热的气体中的吸收而实现，能够实现所述接收器的简化的概念设计，因为仅更少地通过对流实现热传递。通过使所述吸收组件构造为带有减少的对流黑色体辐射组件，简化了所述吸收器的构造，并且由此简化了所述接收器的构造和运行，因为所述吸收器不再必须在其深度上将经由所述太阳辐射带入的热以对流的方式给出到所述传输热的气体处。优选的实施方式具有从属权利要求的特征。附图说明下面借助附图详细阐述本专利技术。其中：图1a示出根据现有技术的接收器，图1b示意性地示出带有在图1a的接收器中的温度走向的线图，图2以纵剖面示意性地示出根据本专利技术的接收器，图3示意性地示出带有在图2的接收器中的温度走向的线图，图4示意性地示出根据本专利技术的接收器的一种实施方式，图5示意性地示出根据本专利技术的接收器的另一种实施方式，图6a和6b示出带有在根据本专利技术的接收器中的温度走向的线图，图7a至7c示出带有在根据本专利技术的接收器中的起吸收作用的表面的效率以及温度的线图图8示出根据本专利技术的用于接收器的运行方法的步骤，以及图9示出用于根据本专利技术的接收器的制造方法的步骤。具体实施方式图1a示出用于根据RE-FOS项目的容积式接收器1的试验组件，所述接收器带有用于加热传输热的介质（此处是空气）的加热区域2，所述加热区域具有构造为石英窗的用于太阳或太阳光4的辐射的开口3和在入射的辐射4的路径中布置在所述石英窗3之后的、吸收所述辐射4的吸收器5。在所示出的实施方式中，用于将所述传输热的介质输送通过所述加热区域2的输送组件6具有入口7和出口8，所述介质带有进入温度Tin地通过所述入口到达所述接收器1中，通过所述出口所述介质带有所述离开温度Tout地离开所述接收器。经由所述输送组件6的边缘侧的通道9，带有所述进入温度Tin的空气被导引至所述接收器1的端侧，在该处所述空气通过适当地构造的开口10到达放置在所述吸收器5之前的分配空间11中、被分配、在这之后穿流所述吸收器5，在此通过所述吸收器以对流的方式加热，并且最终带有温度Tout地到达聚集空间13中并且从该处到达所述出口8中，所述空气通过所述出口离开所述接收器1。所述石英窗3朝内拱弯，从而所述接收器1能够以提高的压力运行，由此被加热的空气能够在压力下被供应给后置的消耗器、例如涡轮机。构建为容积式吸收器的、节省空间地跟踪所述石英窗3的轮廓吸收器5具有一定数量的精细的线材编织物层，所述太阳光4能够深地穿入到所述线材编织物层中，从而所述吸收器5在其整个深度上被加热并且由此通过所述吸收器而穿流的空气以对流的方式被加热到Tout。如上面所提到的那样，传统的吸收器能够在其它实施方式中由敞开多孔的陶瓷泡沫或其它的带有相比于处于所述吸收器中的空气容积大非常多的表面的组件形成，以便实现所需要的对流的热传递。隔绝部12包围所述接收器1，为了减轻附图负担而省略的次级集中器在所述接收器的光学的开口3之前联接到所述接收器，所述次级集中器将太阳辐射4的流集中至所述石英窗3。为了减轻附图负担，还将用于所述接收器1和所述输送组件6的控制装置省略，经由所述控制装置适当地调节所述接收器1的运行或空气的引入和引出，如这对于本领域技术人员而言已知的。通过呈所示出的REFOS接收器类型的接收器能够达到800°C的离开温度Tout，在陶瓷的吸收器的情况下为1000°C的离开温度。图1b示出带有温度曲线16的线图15，所述温度曲线结合图1a示意性地示出流动通过所述接收器1的空气的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于运行接收器的方法，所述接收器带有用于加热传输热的介质的加热区域和用于输送所述介质穿过所述加热区域的输送组件，其中，在所述加热区域中设置有用于太阳的辐射的开口和布置在太阳的入射的辐射的路径中的、吸收所述辐射的吸收器，其特征在于，将在所述红外线范围的频带中起吸收作用的气体设置作为传输热的介质，并且如此调整所述接收器的运行参数并且如此选择所述气体，使得在输送通过所述加热区域期间通过对辐射的吸收所述气体的温度如此增加，使得通过对辐射的吸收所实现的温度增加（T

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170510 CH 627/17;20180302 CH 260/181.用于运行接收器的方法，所述接收器带有用于加热传输热的介质的加热区域和用于输送所述介质穿过所述加热区域的输送组件，其中，在所述加热区域中设置有用于太阳的辐射的开口和布置在太阳的入射的辐射的路径中的、吸收所述辐射的吸收器，其特征在于，将在所述红外线范围的频带中起吸收作用的气体设置作为传输热的介质，并且如此调整所述接收器的运行参数并且如此选择所述气体，使得在输送通过所述加热区域期间通过对辐射的吸收所述气体的温度如此增加，使得通过对辐射的吸收所实现的温度增加（T3-T2）相对于通过所述吸收和在所述吸收器处的对流所实现的总温度增加（T4-T2）的比例χ为≥0.3。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述温度在输送通过所述加热区域期间通过对所述吸收器的辐射的吸收如此增加，使得通过对所述吸收器的辐射的吸收所实现的温度增加（T3-T2）相对于通过对所述吸收器的辐射的吸收和在所述吸收器处的对流所实现的总温度增加（T4-T2）的比例χ为≥0.3。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述加热区域具有布置在太阳的入射的辐射的路径中的、设置在所述开口与所述吸收器之间的吸收器空间，并且其中，所述比例χ是在所述气体经过所述吸收器之后通过对所述吸收器在所述吸收器空间中的辐射的吸收所实现的温度增加（T3-T2）相对于通过所述吸收和在所述吸收器处的对流所实现的总温度增加（T4-T2）的比例。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述加热区域具有两个吸收器空间，所述两个吸收器空间带有共同的吸收器，并且其中，所述比例χ针对所述吸收器空间中的一个或两个吸收器空间来设置。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述气体是异极气体，优选地如下气体之一或其混合物：CO2、水蒸气、CH4、NH3、CO、SO2、SO3、HCl、NO、和NO2、特别优选地带有水蒸气和CO2的混合物。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述比例χ等于或大于0.5或优选地等于或大于0.7、特别优选地等于或大于0.8。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，将气体引导穿过所述吸收器。


8.根据权利要求1所述的方法，其中，将气体从旁边引导经过所述吸收器。


9.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述气体在所述加热区域中置于过压下，所述过压优选地处于2与20bar之间的范围内，特别优选地处于5与15bar之间的范围内、完全特别优选地为10bar。


10.根据权利要求1所述的方法，其中，将气体围绕所述吸收器周围引导至所述吸收器的背侧并且然后引导离开所述背侧。


11.根据权利要求1所述的方法，其中，将通过吸收所述吸收器的辐射而加热的气体从吸收器空间中取出，一旦所述气体被部分加热和/或被部分加热的气体被供应给吸收器空间，并且其中，所述供应在所述吸收器空间中在如下位置发生，在该位置在所述吸收器空间中的温度基本上与被部分加热的气体的温度相对应。


12.接收器，其用于实施根据权利要求1所述的方法或按照根据权利要求21所述的方法制造，所述接收器带有用于加热传输热的介质的加热区域，所述加热区域具有用于太阳的辐射的开口和布置在太阳的入射的辐射的路径中的、吸收所述辐射的吸收器；带有用于输送所述介质穿过所述加热区域的输送组件，其特征在于，还设置有用于加热所述传输热的介质的吸收器空间，并且所述吸收器构造为作用到所述吸收器空间中的辐射组件，并且所述输送组件构造成用于输送气体作为传输热的介质，其中，所述传输热的介质基本上是在红外线范围的频带中起吸收作用的气体，并且与所述吸收器共同作用的吸收器空间如此确定尺寸，使得在运行中在红外线范围的频带中起吸收作用的、传输热的气体通过在所述吸收器空间中的吸收所实现的温度增加（T3-T2）相对于通过所述吸收和在所述吸收器处的对流所实现的温度增加（T4-T2）的比例χ为≥0.3。


13.根据权利要求12所述的接收器，其中，所述吸收器空间如此确定尺寸，使得在运行中所述在红外线范围的频带中起吸收作用的、传输热的气体通过在所述吸收器空间中对所述吸收器的辐射的吸收所实现的温度增加（T3-T2）相对于通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：G安布罗塞蒂，P古德，
申请(专利权)人：信赫利恩有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH