改進的太陽能接收器結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種集中式電力塔廠的太陽能中心接收器，并且更具體地說，涉及一種改進的面板和集管布置以及面板的定向，面板包括用于太陽能中心接收器的傳熱表面。
【背景技術(shù)】
[0002]在集中式太陽能發(fā)電廠的一種典型的布置中，大的定日鏡場設(shè)置在太陽能中心接收器(太陽能接收器)周圍，太陽能中心接收器放置在相當高度的塔上，其中定日鏡將直射陽光聚焦到太陽能接收器上，從而為傳熱流體提供熱量，傳熱流體被應(yīng)用于產(chǎn)生蒸汽，以便使渦輪運轉(zhuǎn)并提取功，從而產(chǎn)生電力。太陽能接收器通常包括各種豎向面板，其各具有攜帶流體的豎向管道，豎向管道設(shè)置在水平設(shè)置的集管之間，用于使流體分布到管道中。用于構(gòu)造太陽能接收器的管道面板布置對于有效地利用太陽能通量而沒有任何溢出或泄漏(在傳熱表面上沒有接收到的太陽能吸收到傳熱介質(zhì)中)以及太陽能接收器的正常運行是很重要的。
[0003]在一種布置中，傳熱表面的各個面板包括位于入口集管和出口集管之間的扁平的豎向管道面板，其中集管定位在管道面板表面的中心線的公共平面中。在這種布置中，相鄰的太陽能接收器的面板經(jīng)過定位，使得相鄰面板的邊緣管道之間的間距適應(yīng)面板集管的長度。在面板的邊緣管道之間的間距尺寸使得面板的熱膨脹不足以關(guān)閉板的邊緣管道之間的間距，從而導致太陽能通量的溢出或泄漏，這可能造成太陽能接收器的內(nèi)部構(gòu)件的損傷。
[0004]這種問題可被視為在美國專利N0.US6931851Bl(US ‘851)中得以解決，其中在相鄰的面板之間的恒定的間距已經(jīng)通過提供一種具有內(nèi)側(cè)集管的太陽能接收器而得以解決，內(nèi)側(cè)集管具有交錯且?guī)泵娴膫溥x設(shè)計。然而，對于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在創(chuàng)建這種內(nèi)側(cè)集管布置的工藝中，會給設(shè)計增加其它問題，例如制造限制、流體排出限制、接收器架設(shè)的復雜性、接收器的可維護性。
[0005]因此，需要一種改進的太陽能接收器，其能夠保持面板布置的恒定的間距，同時平衡上面論述的其它限制和問題，并提供額外的特征和優(yōu)點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本公開描述了一種具有改進的集管和面板設(shè)計的太陽能接收器，其將呈現(xiàn)在以下簡要概覽中，以便對本公開的一個或多個方面提供基本的理解，這些方面意圖克服所論述的缺點，但包括其所有優(yōu)點，并提供某些額外的優(yōu)點。這個概覽不是本公開的廣泛概述。其意圖既不標識本公開的關(guān)鍵或重要元件，也不限制本公開的范圍。相反，這一概覽的唯一目的是以簡化的形式展現(xiàn)本公開的某些概念、方面和優(yōu)點作為后文所展現(xiàn)的更詳細說明的序言。
[0007]本公開的一個目的是描述一種具有改進的面板和集管設(shè)計的太陽能接收器，其能夠保持面板布置的恒定間距，同時平衡其它限制，例如最小的接收器直徑、制造和架設(shè)的簡易性、完全的可排出性和減少的彎曲應(yīng)力。此外，本公開的一個目的是描述一種具有改進的面板和集管設(shè)計的太陽能接收器，其可便利地以有效且經(jīng)濟的方式用于使用水、蒸汽、熔鹽以及其它傳熱流體的太陽能接收器中。從以下詳細說明書和權(quán)利要求中將明晰本公開的各種其它目的和特征。
[0008]上面提到的目的以及其它目的在一方面可通過一種太陽能接收器結(jié)構(gòu)(接收器)來實現(xiàn)，該太陽能接收器結(jié)構(gòu)適合于包括多個接收器傳熱通路(通路)，其經(jīng)過設(shè)置，從而形成基本連續(xù)的傳熱表面。各個通路包括多個面板。此外，各個面板包括多個切向設(shè)置的管道，其在水平放置的下集管和上集管之間豎向地延伸。相鄰面板的集管是帶有封閉端的導管組件，其彼此水平且豎向地偏移，從而形成基本連續(xù)的管道表面。這種連續(xù)的管道表面可至少以平行流布置和迂回流布置實現(xiàn)從中流出的流體流的太陽能加熱。接收器的這種布置可以最小的接收器直徑實現(xiàn)面板布置的恒定間距。
[0009]在接收器的一種布置中，相鄰的集管適合于設(shè)置成使得在其頂部彎曲部和底部彎曲部之間有最小的豎向距離。此外，相鄰的集管適合于設(shè)置成使得相鄰集管的中心線之間有最小的水平距離，從而容許其中一個面板的邊緣管道經(jīng)過(clear)相鄰面板的集管的最外部邊緣。這種相鄰的集管布置可使多個面板便于組裝和拆卸。
[0010]在接收器的一種布置中，具有豎向偏移的集管的各個面板在各個側(cè)部與具有水平偏移的集管的面板相鄰，從而形成彼此水平和豎向偏移的相鄰的集管。上集管豎向偏移的面板適合于包括水平偏移的下集管，從而針對各個平面組件，平衡具有豎向和水平偏移的集管的相似組合的相鄰面板的特征壓力降。
[0011]在接收器的一種布置中，各個面板中的多個管道的至少其中一個管道被指定聯(lián)接到相應(yīng)的上集管的最底部部分。這種管道容許從多個面板的各個面板中的流體自動排出，從而使得面板可完全排空。
[0012]在接收器的一種布置中，所述多個管道包括預(yù)定數(shù)量的彎曲管道組件，其適合于在靠近各個下集管和上集管處彎曲，從而使均等的流體分布至面板中的各個管道，實現(xiàn)便利的制造和生產(chǎn)質(zhì)量檢查，并實現(xiàn)簡化的備件庫存管理和單元修理。
[0013]在本公開中特別指出了這些與本公開的其它方面以及表示本公開特征的各種具有新穎特點。為了更好地理解本公開、其操作優(yōu)點和其用途，現(xiàn)在將參考附圖和描述性的材料，其中描述了本發(fā)明公開的示例性實施例。
【附圖說明】
[0014]參照以下詳細說明和權(quán)利要求，結(jié)合附圖將更好地理解本公開的優(yōu)點和特征，其中相似的元件用相似的標號來標識，其中:
圖1顯示了根據(jù)本公開的一個示例性實施例的集中式太陽能發(fā)電廠的一個示例；
圖2顯示了根據(jù)本公開的第二示例性實施例的太陽能接收器的一部分的示例立體圖；圖3A和圖3B顯示了根據(jù)本公開的第三示例性實施例的接收器面板和改進的集管設(shè)計型式的示例圖；且
圖4A和圖4B顯示了根據(jù)本公開的第三示例性實施例的接收器面板和相對于相鄰集管的改進的集管設(shè)計間隙的示例線路圖。
[0015]在遍及附圖的若干視圖的說明書中，相似的標號表示相似的部件。
[0016]部件列表 10集中式太陽能發(fā)電廠，發(fā)電廠 12集中式太陽能塔式組件 14塔式結(jié)構(gòu) 16定日鏡 18熱儲槽 20冷儲槽
22蘭金循環(huán)功率模塊
100太陽能接收器
120接收器傳熱通路，HT通路
130面板
140，14(^ 管道
140ETii緣管道
142下集管
144上集管
144a, 144b封閉的集管末端
144bni集管的最底部部分
144QE集管的最外部邊緣
146管道表面
148集管接頭
150噴嘴連接端口
B1; B2管道彎曲部
U, L太陽能接收器的上側(cè)和下側(cè)
AV, ΔΗ豎向和水平偏移度
1U, 2U上集管
1L, 2L下集管
Tcv, BCT集管的頂部彎曲部和底部彎曲部 Lc集管的中心線 S間隙 H集管長度 Φ定向角度 G發(fā)電機。
【具體實施方式】
[0017]為了完整地理解本公開，可結(jié)合上述附圖參照以下詳細說明書，包括附屬權(quán)利要求。在以下細節(jié)描述中，出于解釋的目的，闡述了許多特定的細節(jié)，從而提供對本公開的完整理解。然而，本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)該懂得本公開可在不局限于這些特定細節(jié)的條件下實現(xiàn)。在其它情況下，僅以方框圖的形式顯示了結(jié)構(gòu)和裝置，從而避免使本公開晦澀難解。在本說明書中對“一個實施例”、“一實施例”、“另一實施例”的引述意味著結(jié)合實施例所述的具體特點、結(jié)構(gòu)或特征包含在至少本公開的一個實施例中。在本說明書中的各個地方出現(xiàn)的短語“在一個實施例中”不一定全部指相同的實施例，獨立的或備選的實施例也并非與其它實施例相互排斥。此外，描述了可通過某些實施例而非其它實施例來呈現(xiàn)的各種特征。類似地，描述了各種需求，其可能是某些實施例的需求，但可能不是其它實施例的需求。
[0018]雖然以下說明書包含了許多用于舉例說明目的的規(guī)定，但是本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)該明白這些細節(jié)的許多變化和/或修改都在本公開的范圍內(nèi)。類似地，雖然本公開的許多特征是關(guān)于彼此或彼此結(jié)合而描述的，但是本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)該懂得許多這些特征可獨立于其它特征之外來提供。因此，本公開的說明書是在不丟失一般性，并且在不對本公開做出限制的條件下進行陳述的。詞語“一”和“一個”在這里并不表明數(shù)量的限制，而是表明至少存在其中一個所指事物。
[0019]現(xiàn)在參照圖1，其顯示了根據(jù)本公開的一個示例性實施例的具有太陽能接收器100的集中式太陽能發(fā)電廠10的一個示例。發(fā)電廠10包括集中式太陽能塔式組件12，其具有塔式結(jié)構(gòu)14，其中太陽能接收器100放置在頂部。在太陽能接收器100上，太陽能射線從包括定日鏡16的太陽能場中進行集中，以便在傳熱流體中收集熱能。發(fā)電廠10還可包括熱儲槽和冷儲槽18，20以及蘭金循環(huán)發(fā)電模塊22，以產(chǎn)生電力。熔鹽流體在太陽能接收器100上通過定日鏡16聚焦日光而進行加熱。熱鹽在大約565°C溫度下儲存在熱儲槽18中，并且在其熱能被循環(huán)22利用，以便通過發(fā)電機‘G’產(chǎn)生電力之后，其在大約290°C溫度下被儲存冷儲槽20中，其將從中進一步發(fā)送給太陽能接收器100進行再加熱。雖然圖1描繪了熔鹽太陽能發(fā)電廠構(gòu)造，然而在不脫離本公開的范圍內(nèi)，本公開所述的本發(fā)明對于其它太陽能發(fā)電廠構(gòu)造也是開放的。
[0020]既然具有太陽能接收器100的發(fā)電廠10以及所述其它構(gòu)件的結(jié)構(gòu)和布置對于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員是眾所周知的，所以在這里陳述所有結(jié)構(gòu)細節(jié)和其解釋不應(yīng)被視為是獲得理解本公開的目的所必須的。相反，簡單地提及如下情形就被視為足夠了，如圖2至4B中所示，各種簡圖描繪了具有改進的面板布置設(shè)計的接收器面板部分，其相對于任何太陽能操作的發(fā)電廠而言，可以有效且經(jīng)濟的方式在使用水、蒸汽、熔鹽以及其它傳熱流體的太陽能接收器中得以成功地利用。此外，應(yīng)該懂得，太陽能接收器可包括各種用于執(zhí)行其指定目的的構(gòu)件，并且只顯示了對于本公開的各種實施例的細節(jié)描述有關(guān)的那些構(gòu)件。
[0021]如圖2，3A和3B中所示，彼此結(jié)合描述了太陽能接收器100