本發(fā)明涉及太陽能發(fā)電設備的領域，并且具體地是塔式聚光太陽能發(fā)電設備(csp塔)。本發(fā)明具體地涉及太陽能塔外部的元件的安裝和維護。

本發(fā)明還適用于需要相同類型的升降和維護介入的任何技術應用。

背景技術：

太陽能接收器的安裝和維護是塔式太陽能發(fā)電設備正常運轉中的主要問題。這兩個操作的有效執(zhí)行確保了發(fā)電設備的盡可能長時間的最優(yōu)性能。

基于起重機的使用的多個解決方案存在于多個領域：建筑、風能等。在太陽能領域中，并且具體地在塔式太陽能發(fā)電設備中，起重機通常用于在塔的頂部建造、安裝和組裝太陽能接收器。

在空腔型的太陽能接收器(例如南非的khisolarone工程)或者小型外部接收器的情況下，安裝有比塔更高的大型起重機以便于實施接收器的組裝操作。這能夠適用于在調試之前在頂部進行安裝的情況。一旦完成該安裝，組裝塔被拆卸，并且維護操作將通過塔和接收器內的檢修門來實施。使用升降裝置將設備安裝在塔的頂部。

對于外部型的太陽能接收器，美國加利福尼亞州的solarreserve公司已經研發(fā)出一種起重機安裝在塔的頂部的解決方案。該方案是2009年(us8544237b2)和2010年(us2011/0297206a1)在美國和西班牙提交的兩件專利的主題。

這些專利中的第一件專利提出了用于更換太陽能接收器的板的一種升降方法和一種安裝在太陽能塔上的升降系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括：

-導軌，所述導軌安裝在塔的整個高度上，使用輪式支架可以使接收板沿著該導軌從地面移動，通過沿著導軌向上并且通過由位于塔的頂部的絞盤致動的第一纜索來移動輪式支架；

-起重機，所述起重機安裝在接收器頂部，所述接收器進而安裝在塔的上部基部上，接收器能夠旋轉360度并且附接至第二纜索。一旦通過上述的引導和升降系統(tǒng)將接收板運輸至塔的頂部，所述接收板就由起重機承載，所述起重機將所述接收板運輸至為所述接收板定位所提供的位置。當然，可以反序進行操作，以拆卸位于接收器上的板。

基于第一件專利的第二件專利提出了用于更換位于塔的外部的太陽能接收器的板的方法和系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括：

-起重機，所述起重機安裝在塔的頂部以支撐板。起重機主體可以水平移動并且例如能夠使用轉盤旋轉，這允許所述起重機到達所有的板位置處；

-支架，所述支架具有支撐框架，所述支架保持并且運輸板；

-圓形軌道，所述圓形軌道安裝在塔的頂部并且圍繞接收器以引導支架。

板的更換方法包括：

-展開起重機；

-使用起重機附接和支撐板；

-移動板并將板布置在支架上；

-使用起重機移動支架-板組件，并且使得板移動通過檢查孔或對板進行定位。

雖然這種解決方案令人關注，但是其不能：

-運輸大尺寸板；

-直接在接收器上實施維護操作。

文獻cn203269405u描述了一種起重機，所述起重機旨在組裝在同心路徑上移動的側板。由于起重機由中央回轉柱來平衡，該文獻是現有技術的一部分。

兩件其他文獻涉及經受負載的桿秤-杠桿天平系統(tǒng)。文獻cn201406267u提出了一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)能夠在由桿秤-杠桿天平系統(tǒng)所提供的一定自由度內操作例如潤滑泵的工具(在天平的梁的中央部分設置有用于放置重物的孔)。文獻cn104555715a還提出了一種使用桿秤-杠桿天平的用于負載的偏移系統(tǒng)。然而，在兩種情況中，天平在整個操作過程中保持水平。

最后，在文獻fr2329579a1中，所關注之處在于由于杠桿的效應在豎直平面和偏移平面內組裝起重機元件。

技術實現要素：

發(fā)明目的

本發(fā)明旨在提供一種技術方案，所述技術方案允許簡單、快速和有效地對安裝在聚光太陽能發(fā)電設備塔的頂部的外部太陽能接收器進行組裝和維護操作。

此外，本發(fā)明旨在提出一種永久布置在太陽能塔上的一件維護設備，其中，能夠在所述維護設備未使用時容易地停置這個設備。

本發(fā)明還旨在提供一種升降系統(tǒng)，所述升降系統(tǒng)具有偏置的負載以允許操作者在使用該系統(tǒng)期間更易于朝向接收器移動。

發(fā)明主要特征

本發(fā)明的第一方面涉及一種用于聚光太陽能發(fā)電設備的塔，所述塔包括上部外部平臺，在所述上部外部平臺上布置有大體圓柱形太陽能接收器，所述太陽能接收器具有外部側表面和上部基部，接收器的側表面包括多個可移除地安裝的接收板和用于接收板的布置和維護系統(tǒng)，其特征在于，用于接收板的布置和維護系統(tǒng)包括起重機，所述起重機安裝在接收器的上部基部上，并且使用兩個至少同心軌道旋轉360°地引導所述起重機。

根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例，用于聚光太陽能發(fā)電設備的塔還包括至少一個下列特征，或者多個下列特征的任意適當的組合：

-起重機基本上水平布置，并且設置有伸縮臂，所述伸縮臂具有絞盤，所述絞盤能夠解繞纜索；

-起重機永久地安裝在塔上；

-用于接收板的布置和維護系統(tǒng)還包括托架，所述托架能夠容納至少一個維護操作者，所述托架固定至機械動臂裝置和天平裝置，所述機械動臂裝置和天平裝置適于為托架提供：

·位于塔的外部平臺上的待命位置，

·或動臂裝置未(完全)展開以對接收器的隔熱罩進行介入的位置；

·或動臂裝置被展開以用于對接收板進行介入的位置；

-機械動臂裝置和天平裝置包括配重以及連接臂，所述連接臂用于將托架-動臂天平裝置組件懸掛至起重機的伸縮臂的纜索，通過利用致動器分別展開、折疊動臂裝置，動臂裝置和天平裝置允許托架水平移動，從而能夠分別使配重遠離托架移動以及使配重更靠近托架移動。

-配重緊固至梁的第一端部或可調節(jié)地緊固在梁的另一位置處，所述梁的另一端部樞轉地安裝在動臂裝置的第一端部上，而動臂裝置的第二端部附接至托架。

-致動器包括連接在梁的固定位置和連接臂的端部之間的液壓千斤頂，所述液壓千斤頂使得能夠將托架-動臂天平裝置組件附接至起重機的纜索。

-動臂裝置包括第一加強桿和樞轉板，所述第一加強桿樞轉地安裝在梁和第二加強桿上，所述第二加強桿附接到托架，所述樞轉板樞轉地安裝在第一加強桿的中央位置并且在所述樞轉板的兩個端部處均樞轉地安裝在兩個桿的第一端部上，所述兩個桿在其另一端部處分別鉸接在梁和第二加強桿上。

如上所述，本發(fā)明的第二方面涉及一種用于在設置到接收器的外部側表面上的該端部的位置處布置/移除接收板的方法，所述接收板位于如上所述的用于聚光太陽能發(fā)電設備的塔內，其特征在于，所述方法包括至少下列連續(xù)步驟：

-將起重機沿著待(更換)布置的板的位置所處的方位角定向以用于布置，

-展開起重機的伸縮臂，

-解繞纜索，并且接收板在塔的基部處或在位于接收器的基部處的平臺處附接至纜索，

-通過卷繞纜索以將板升高至為布置所提供的位置的高度，

-部分地縮回起重機的伸縮臂以使得板更靠近該位置，

-在該位置處將板固定至接收器，

-以相對于上述順序的反序來實施移除操作。

本發(fā)明的第三方面涉及用于接收板的維護方法，所述接收板位于如上所述的用于聚光太陽能發(fā)電設備的塔內的適當位置處，其特征在于，所述維護方法包括至少下列連續(xù)步驟：

-展開起重機的伸縮臂，解繞纜索并且將纜索附接至托架-動臂天平裝置組件，所述托架-動臂天平裝置組件在接收器的基部處并且在塔的平臺上待命，動臂裝置處于未展開位置，

-升高托架-動臂天平裝置組件，

-將起重機沿待維護的板的位置所處的方位角定向，

-使用起重機使托架-動臂天平裝置組件更靠近接收器，

-通過展開動臂裝置而將托架帶至待維護的板附近。

本發(fā)明的第四方面涉及對于隔熱罩的一種維護方法，所述隔熱罩位于如上所述的用于聚光太陽能發(fā)電設備的塔上的接收器前方，其特征在于，所述維護方法包括至少下列連續(xù)步驟：

-展開起重機的伸縮臂，解繞纜索并且將纜索附接至托架-動臂天平裝置組件，所述托架-動臂天平裝置組件在塔的平臺上并且在接收器的基部處待命，動臂裝置處于未展開位置中，

-升高托架-動臂天平裝置組件，

-將起重機沿著必須實施維護的隔熱罩的位置所處的方位角定向，

-使用起重機使托架-動臂天平裝置組件更靠近隔熱罩，動臂裝置仍然未展開，

-如果需要，通過至少部分地展開動臂裝置將托架帶至隔熱罩附近。

附圖說明

圖1示出了根據本發(fā)明的太陽能接收器和維護系統(tǒng)的起重機的一個實施例的總體視圖，其中，示出了安裝在接收器的頂部的起重機。

圖2a示出了圖1的系統(tǒng)，其中起重機處于休止位置或待命位置，而圖2b示出了處于展開位置的起重機。

圖3a至3d示出了在根據本發(fā)明的組裝或維護操作期間(更具體地在更換板期間)安裝板所需的不同的連續(xù)步驟的視圖，即，當借助于起重機而將板從地面或者從支撐接收器(平臺)的結構的頂部獲取并升高至塔的頂部時，以及當移動更靠近板/更換板時，分別具有未展開的起重機、具有展開的起重機的視圖。

圖4示出了托架的不同的可能位置的總體視圖：在平臺上或者沿著隔熱罩的待命的未展開的動臂裝置和托架、沿著板的展開的動臂裝置和托架。

圖5和圖6是示出了圖4的托架和動臂裝置和天平裝置的詳細視圖，動臂裝置取決于情況被展開或被折疊。

具體實施方式

發(fā)明詳細描述

在本發(fā)明的框架內所提出的解決方案涉及用于維護安裝在塔1的頂部的外部太陽能接收器2的方法和系統(tǒng)(圖1和圖4)。

該系統(tǒng)包括：

-起重機3，所述起重機3被設計成并且尺寸被設置為用于以具有安全裕度的方式支撐非常重的負載(例如板的重量)，并且所述起重機安裝在太陽能接收器2的頂部，即在位于太陽能接收器2的頂部處的平臺上；

-同心導軌4，所述同心導軌4安裝在位于太陽能接收器2的頂部的平臺上，并且確保了起重機3的臂5的旋轉引導(方位角)；

-動臂裝置8和托架7，所述動臂裝置8和托架7由天平裝置9平衡以直接對接收器2的板20進行介入。

在維護操作的情況下，托架7將用于：

-維護板，包括砂磨和涂裝；

-維護耐火材料。

在更換板20的情況下，維護方法包括下列步驟：

-展開起重機3；

-分離、獲取接收器上的待更換的板20，并且將板20移動至所提供的位置處；

-降低板20；

-獲取新板20；

-將新板20升高至塔的頂部并且升高至其在接收器2上的位置的高度處；

-更換板20(通過插入新板)。

所提出的解決方案的優(yōu)點為：

-永久安裝的緊湊型高負載能力的起重機，所述起重機可用于連續(xù)地檢查和維護太陽能接收器；

-動臂裝置和托架，所述動臂裝置和托架由天平裝置平衡，這穩(wěn)定地確保了維護員工對太陽能接收器的各個部件的高度可及性；

-更換整個板的可能性；

-對板的每個熱交換管進行介入的可能性；

-確保對太陽能接收器的有效檢查；

-確保對接收器進行磨砂和再涂裝。

發(fā)明的優(yōu)選實施例的說明

根據本發(fā)明第一優(yōu)選實施例，例如具有伸縮水平臂5的類型的起重機3安裝在太陽能接收器2的頂部，并且由至少兩個同心導軌4360度旋轉地引導。該起重機具有兩個位置：待命位置和操作的展開位置。在圖1、圖2a和圖2b中分別示出了這些不同的位置。

圖3a至圖3d示出了在維護操作期間安裝或更換太陽能板20所需的不同步驟。在這種情況下，這些附圖示出了新板的布置。當然，在移除板期間(未示出)，進行反序操作。

首先展開起重機5的臂(圖3a和圖3b)。由于附接至起重機的已展開的臂5的端部的纜索10，可選地通過起重機的旋轉(未示出)，待布置的板20從地面或其上安裝有接收器2的塔的平臺11被運輸至板20將被布置的位置的高度(圖3c和圖3d)。

根據本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例，如圖5中所示，在需要操作者介入的維護操作期間，使用固定至動臂裝置8的托架7，以允許由天平系統(tǒng)9平衡的托架的水平和偏移運動。圖6示出了一方面當動臂裝置8處于折疊構造100時并且另一方面當動臂裝置處于展開構造200時，托架7的定位。

動臂裝置是本領域技術人員熟知的基于鉸接的平行四邊形或者基于更復雜的替代方案的機械裝置，由于動臂裝置非常精確的定位能力以及能夠將托架裝置折疊到緊湊的空間中，在本文的情況下將使用動臂裝置。

根據本發(fā)明所涉及的主題的非限制性實施例的示例，如圖5和圖6所示，能夠容納至少一名維護操作者91的托架7固定至機械動臂裝置8和天平裝置9，所述機械動臂裝置8和天平裝置9包括配重85以及連接臂81，所述連接臂81用于將托架-動臂天平裝置組件7、8、9懸掛至起重機3的伸縮臂5的纜索10，通過利用致動器89分別展開、折疊動臂裝置8，動臂裝置8和天平裝置8、9允許托架7水平移動，從而使配重85分別遠離托架7移動以及使配重85更靠近托架7移動。配重85緊固至梁84的第一端部，所述梁84的另一端部樞轉地安裝在動臂裝置8的第一端部上，而動臂裝置8的第二端部附接至托架7。致動器89包括連接在梁84的固定位置和連接臂81的端部之間的液壓千斤頂，所述液壓千斤頂使得能夠將托架-動臂天平裝置組件7、8、9附接至起重機3的纜索10。

在一個特定實施例中，配重85能夠可調節(jié)地緊固至梁84的不同位置處。在該情況下，天平裝置9遵循桿秤杠桿天平(steelyardleverscale)的已知原理。

仍然作為非限制性示例，動臂裝置8包括第一加強桿82和樞轉板88，所述第一加強桿(stirrup)82樞轉地安裝在梁84和第二加強桿83上，所述第二加強桿83附接到托架7，所述樞轉板88樞轉地安裝在第一加強桿82的中央位置并且在所述樞轉板88的兩個端部處均樞轉地安裝在兩個桿86、87的第一端部上，所述兩個桿86、87分別在其另一端部處鉸接在梁84和第二加強桿83上。

然而，本發(fā)明不限于上述裝置，而是包括了能夠實現托架7的下列不同的可能位置的所有機械裝置(參見圖4、5a和5b)：

-“待命”位置：塔1的外部平臺11上的待命位置(圖4和圖6，左側)；

-動臂裝置8未展開的位置：用于對隔熱罩12進行介入(圖4和6，左側)；

-動臂裝置8展開的位置：用于對接收板20進行介入(圖4、圖5和圖6，右側)。

本發(fā)明還涉及可能屬于起重機和/或托架的尺寸的優(yōu)化的所有實施例，具體地涉及：

-增加托架的長度和/或高度

-增加動臂裝置的致動距離

-增加動臂裝置的臂的長度

還可以通過如下方面來考慮本發(fā)明的環(huán)境影響：

-優(yōu)化起重機和托架的設計，以便于減輕起重機和托架的重量(更少的材料)，并且因而減少起重機和托架的環(huán)境影響，

-使用鋼(可再循環(huán)的材料)作為主要成分，

-對于所述系統(tǒng)，采取減小環(huán)境影響的制造方法，

-選擇低能耗電動機作為致動起重機的發(fā)動機，因而無co2排放。

根據本發(fā)明的設備屬于裝備有可折疊的(桿秤杠桿)天平效應托架的旋轉起重機的領域，并且其具有以下有利效果：

-精準的定位；

-能夠裝載托架結構；

-將負載返回起重機的滾動路徑。

附圖標記列表

1太陽能塔

2太陽能接收器

3起重機

4導軌

5伸縮起重機臂

6托架和動臂裝置組件

7托架

8動臂裝置

9天平裝置

10起重機纜索

11平臺

12隔熱罩

20接收板

81連接臂

82第一加強桿

83第二加強桿

84梁

85配重

86桿

87桿

88樞轉板

89液壓千斤頂

90滑輪

91維護操作者

100動臂裝置的折疊位置

200動臂裝置的展開位置