專利名稱：用于太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備的熱載體系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備的熱載體系統(tǒng)，特別是用于拋物面槽式太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備，可以為工業(yè)和家庭使用。應(yīng)該看到，本文的術(shù)語(yǔ)“太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備”是指以下任何太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備，其中太陽(yáng)輻射通過透鏡(如菲涅爾透鏡)或適當(dāng)形狀的鏡子(如拋物面反射鏡)或拋物面槽或現(xiàn)有技術(shù)中已知的其它任何適當(dāng)?shù)难b置聚焦在包含在合適容器(例如接收管)中的熱載體上，從而利用所產(chǎn)生的熱量。
背景技術(shù)：
聚焦太陽(yáng)能以獲得熱量來(lái)源的原則或許可以是阿基米德發(fā)現(xiàn)的。然而只有在近代，太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備才成為可行。特別是最可靠的技術(shù)使用拋物面的槽作為熱太陽(yáng)能聚焦器。太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備包括串聯(lián)連接起來(lái)的、由線性的拋物面收集器制成的、且沿?cái)?shù)百米長(zhǎng)的平行線設(shè)置的模塊化結(jié)構(gòu)。每個(gè)收集器由拋物面形的反射器制成，其將太陽(yáng)光聚焦在沿焦線(focal line)放置的接收管上。熱載體的流體通過接收管道泵出，將熱量提供到位于太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備中心的熱電站。所述熱量用于產(chǎn)生蒸汽，所述蒸汽使電渦輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行。第一個(gè)這種類型的發(fā)電設(shè)備在80年代初在莫哈韋沙漠(Mojave Desert)修建。在歐洲最大的發(fā)電設(shè)備-Andasols目前在西班牙按照相同的基本方案建立。所有這些工廠使用易燃的和有毒的礦物油作為熱力工作流體。這種導(dǎo)熱油是有局限的，特別是大約400°C的最高溫度。超過這個(gè)閾值，存在點(diǎn)燃燃燒反應(yīng)的相當(dāng)大的風(fēng)險(xiǎn)。這意味著，所述工廠的效率必然是偏低的。在意大利的Enea實(shí)驗(yàn)室中，已經(jīng)開發(fā)了阿基米德計(jì)劃以克服導(dǎo)熱油的局限。在這種情況下，工作流體是通常作為肥料使用的熔融鹽的混合物，即60%的硝酸鈉和40%的硝酸鉀。它們可以安全地用于高達(dá)約550°C，但仍然存在的嚴(yán)重問題是在低于約200°C時(shí)它們會(huì)凝固。這意味著主回路必須在夜里也保持工作，使用儲(chǔ)存的熱或者甚至利用外部能源來(lái)加熱。此外，由于有效的蒸汽渦輪機(jī)在至少500°C的溫度操作，所儲(chǔ)存的有效熱量是有限的。這種太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備的兩個(gè)重要組成部分是(在太陽(yáng)能集熱器中的)接收管和蓄熱器。目前市場(chǎng)上最先進(jìn)的接收管是所謂Angeloantoni (安吉拉通力)的接收管，它也是在阿基米德計(jì)劃的框架中開發(fā)的。它是由一個(gè)通過超黑技術(shù)變黑的金屬管構(gòu)成，所述金屬管插入到一個(gè)玻璃管中。在金屬管和玻璃管之間形成真空以產(chǎn)生有效的熱絕緣?？傮w來(lái)說(shuō)，這個(gè)管是非常有效的，但也是易碎的，因?yàn)閮蓚€(gè)同心的管由不同的材料即玻璃和金屬制成，它們具有不同延展系數(shù)。如果所述回路保持為總是以在高端下連續(xù)流動(dòng)的工作流體來(lái)操作，這一限制不是特別嚴(yán)重，但在其中工作流體被暫停以冷卻的任何情況下，它都是不可接受的。然而，蓄熱器允許在長(zhǎng)時(shí)間沒有太陽(yáng)輻射的情況下也產(chǎn)生蒸汽。在有些情況下，如Andasol發(fā)電設(shè)備，其中熱儲(chǔ)存在熔融的鹽庫(kù)中。阿基米德計(jì)劃也是這樣做的。更創(chuàng)新的計(jì)劃是澳大利亞克倫刻里(Cloncurry)發(fā)電設(shè)備，它是一種塔式發(fā)電設(shè)備，與槽式發(fā)電設(shè)備的方案完全不同，它將熱存儲(chǔ)在塔頂部的純化石墨塊中。但是由于散熱是一種嚴(yán)重的限制， 仍然沒有人試圖將熱儲(chǔ)存超過幾個(gè)星期的較長(zhǎng)時(shí)間段。有關(guān)太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備的專利或?qū)＠暾?qǐng)也是已知的。WO 2009/004476公開了一種采用熔鹽技術(shù)來(lái)生產(chǎn)和積累太陽(yáng)能模塊組件。所述組件包括用于積累熔鹽的箱、用于捕捉太陽(yáng)光線的反射體、管狀集熱器、拋物狀本體、傳遞回路和返回回路。管式集熱器面對(duì)拋物狀的本體，所述傳遞和返回回路在其一側(cè)與所述箱連通，且在其另一側(cè)與集熱器連通以通過所述集熱器提供熔鹽。蓄熱箱設(shè)置在位于集熱器下面的一個(gè)位置，所述傳遞回路和返回回路被設(shè)置為能夠通過熔鹽的重力而卸料到蓄熱箱中。WO 79/01004描述了一個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)，包括收集器、接收器、熱能蓄能器和熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)。收集器用來(lái)收集和聚焦太陽(yáng)輻射，與收集器相關(guān)的接收器用于將收集器聚焦的輻射轉(zhuǎn)換成熱能，熱能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)用于將從收集器接收到的熱能傳輸至熱能蓄能器。熱能蓄能器包括易熔鹽的混合物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備的熱載體系統(tǒng)，它將以簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)有利的方式解決以上所討論的一些弊端。根據(jù)本發(fā)明，權(quán)利要求1中提供了用于太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備特別是用于拋物面槽式太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備的熱載體系統(tǒng)，其中包括固態(tài)熱載體。特別是，通過基于固態(tài)熱載體的固態(tài)系統(tǒng)克服了太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備的大部分目前的限制，所述固體熱載體優(yōu)選地通過螺旋傳輸器推出。所要求的固態(tài)系統(tǒng)優(yōu)選地需要新的環(huán)形的接收管以及新的固態(tài)的地?zé)嵝顭崞?交換器，具有在內(nèi)部的過熱蒸汽發(fā)生器和在外部的蒸汽預(yù)熱器，所述蒸汽預(yù)熱器允許在高達(dá)約800°C的溫度中工作。因此通過包括固態(tài)熱載體的熱載體系統(tǒng)提供了更高的整體效率和安全性。所請(qǐng)求保護(hù)的發(fā)明根據(jù)其優(yōu)選方面提供了一種在固態(tài)的熱載體，在下文中稱為 “SSTV” (固態(tài)熱載體)，其形狀是尺寸在非常小至小型范圍內(nèi)的細(xì)?；蝾w粒的混合物，所述細(xì)?；蝾w粒必須具有能產(chǎn)生良好的熱導(dǎo)率和容積熱容量的特性，其組成必須是這樣的-它可以通過一組螺旋傳輸器被容易地推出穿過所述管道，它在高達(dá)至少900°C時(shí)都不會(huì)經(jīng)歷化學(xué)反應(yīng)，它在正常的工作溫度以及在發(fā)電設(shè)備不工作時(shí)都能維持不變的機(jī)械和物理性能，它在發(fā)電設(shè)備停頓和然后重新啟動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生問題，而且它不會(huì)造成腐蝕問題，而是作為一種自然的潤(rùn)滑劑。該SSTV(固態(tài)熱載體)的組成可以是變化的，依賴于使用它的不同地理區(qū)域和發(fā)電設(shè)備的用途，即用于產(chǎn)生電力、熱水、低溫蒸汽或所有情況的結(jié)合。然而它是由惰性材料的混合物組成的，所述惰性材料優(yōu)選地基于熟料化學(xué)處理，即硅酸鈣和鋁酸鈣、經(jīng)過熟料處理的膨脹粘土、高溫爐灰渣、純化石墨，其中空的空間用氦氣或其它惰性氣體如氬氣、氖氣完全填滿。在發(fā)電設(shè)備中在裝貨之前，所有的固體成分必須在爐中在約900°C經(jīng)過約M小時(shí)的烘干程序，以消除所有的揮發(fā)性材料，然后必須在密封包裝中存放。一旦所述發(fā)電設(shè)備已被安裝和所述SSTV已被裝載，優(yōu)選地引入氦氣以替換所有其它氣體。當(dāng)所述發(fā)電設(shè)備開始運(yùn)作時(shí)，氦氣氣壓在0°c時(shí)約為110千帕。因此，上述固態(tài)熱載體(SSTV)可以用于太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備，特別是拋物面槽式太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備，包括多組的一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能集熱器(例如線性拋物面集熱器的形式，特別是拋物面槽式的形式)、熱交換器、蓄熱器和連接管道。所述熱載體通過機(jī)械裝置被推出穿過所述連接管道。特別是，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，所述機(jī)械裝置可以是螺旋傳輸器，其以這樣一種方式來(lái)推動(dòng)所述固態(tài)熱載體，即所述路徑的高溫部分是下降的以便利用重力，而在其中SSTV比較涼的所述路徑的上升部分將是所述螺旋傳輸器工作的地方，從而避免由于熱量引起的任何問題。對(duì)所述發(fā)電設(shè)備的有效運(yùn)作和對(duì)利用所述固體熱載體系統(tǒng)的整體潛力至關(guān)重要的相關(guān)特征是收集器的接收管和蓄熱器。在根據(jù)本發(fā)明的包括固態(tài)熱載體的太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備中，可以使用由耐高溫低延展的玻璃或熔融石英制成的環(huán)形接收器管。所述環(huán)形管通過焊接兩個(gè)不同直徑的圓筒而得到，內(nèi)層管的外表面用黑體工藝加黑，其必須至少99. 5%的效率，而不是在環(huán)形管內(nèi)形成真空，從而獲得一個(gè)接收器管，其被證明與目前市場(chǎng)上的接收器相比更耐熱沖擊，但在熱絕緣方面與目前可買到的接收器管相比保持了幾乎等同的效率。在根據(jù)本發(fā)明的所述包括固態(tài)熱載體的太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備中的另一個(gè)重要特征是一個(gè)埋在地下的用于儲(chǔ)存熱量的固態(tài)地?zé)嵝钅芷鳌Ｋ鲂顭崞鲀?yōu)選地包括外部的金屬外殼和內(nèi)部核心，所述內(nèi)部核心的材料用于儲(chǔ)存熱量，可以在高達(dá)至少900°C而不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并僅僅通過墊片和由熱絕緣材料形成的基部與所述外殼接觸，并且剩余部分的空白空間充滿了減壓氬氣，其用作一種高效的熱絕緣體，并避免了由于自由氧而產(chǎn)生任何化學(xué)反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。所述蓄熱器的核心由在用于發(fā)電設(shè)備的情況下具有良好蓄熱系數(shù)的材料如石墨形成，其中快速和高效地進(jìn)行熱交換是很重要的。此外，在用于專門生產(chǎn)熱水或低溫蒸汽的發(fā)電設(shè)備的情況下，所述蓄熱器的核心可以由導(dǎo)熱系數(shù)低和容積熱容量高的材料如水泥熟料形成，在這里重要的是在幾個(gè)星期或幾個(gè)月量級(jí)的長(zhǎng)期儲(chǔ)存，但是有必要在任何時(shí)候僅僅提取一小部分的所包含的熱量。沿著從蓄熱器伸出的SSTV管，可以安裝預(yù)熱器，在這里取決于預(yù)熱器的長(zhǎng)度，可以產(chǎn)生熱水和甚至低溫蒸汽，其中水/蒸汽以與伸出的SSTV相反的方向移動(dòng)并且同時(shí)將被冷卻，不論何時(shí)只要所述發(fā)電設(shè)備處于太陽(yáng)能收集階段，否則所述水/蒸汽回路將通過電動(dòng)閥門被關(guān)斷。在蓄熱器內(nèi)在外部金屬殼和內(nèi)部核心之間的空白空間中也可以安裝預(yù)熱器，在這里取決于預(yù)熱器的長(zhǎng)度，可以產(chǎn)生熱水和甚至低溫蒸汽，不論何時(shí)只要所述發(fā)電設(shè)備沒有處于太陽(yáng)能收集階段，否則所述水/蒸汽回路將通過電動(dòng)閥門被關(guān)斷。所述內(nèi)部和外部的預(yù)熱器是在需要時(shí)產(chǎn)生低溫蒸汽的發(fā)電設(shè)備元件，防止在發(fā)電設(shè)備的其它部分中結(jié)硬殼以及簡(jiǎn)化水垢。此外在所述蓄熱器的內(nèi)部核心中，將安裝具有充分長(zhǎng)的蛇形管形狀的過熱器，不論何時(shí)只要需要用所述蒸汽來(lái)產(chǎn)生電力，從而具有工作溫度為約^(TC且壓力為約5兆帕的過熱蒸汽。不言而喻，所述整體系統(tǒng)適合在現(xiàn)有的以及新的太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備中實(shí)施。


現(xiàn)在參照附圖描述本發(fā)明，附圖顯示了本發(fā)明的非限制性實(shí)施例，其中圖1 (a)和1 (b)分別是根據(jù)本發(fā)明的特定方面的工業(yè)用拋物面槽式太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備的示意前視圖和側(cè)視圖；圖2(a)和2(b)分別顯示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的家用拋物面槽式太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備的示意前視圖和側(cè)視圖；圖3(a)_(f)是適于在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的拋物面槽式太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備中實(shí)施的一個(gè)接收器管道的示意圖，其中圖3(a)是安裝在發(fā)電設(shè)備中的接收器管道的前視圖，圖3(b)是單獨(dú)的接收器管道的前視圖，圖3(c)和(d)是接收器管道的沿線B-Bl 的剖視圖，圖(e)是單獨(dú)的接收器管道的頂視圖，圖3(f)是接收器管道的沿線A-Al的剖視圖；圖4(a)和4(b)分別是適于在根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的工業(yè)用拋物面槽式太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備中實(shí)施的蓄熱器的前視圖和頂視圖；和圖5(a)和5(b)分別是適于在根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施方案的家用拋物面槽式太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備中實(shí)施的蓄熱器的前視圖和頂視圖。
具體實(shí)施例方式參考圖l(a)_(b)，其中顯示一種工業(yè)用槽式太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備，其目的是產(chǎn)生電力。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選方面，所述工業(yè)用發(fā)電設(shè)備包括一連串水平拋物面槽(1)，尤其是環(huán)形的接收管(3 ，內(nèi)部具有過熱器C3)的蓄熱器( ，內(nèi)部預(yù)熱器(4)和外部預(yù)熱器(5)， 以及連接管道回路，所述具有相應(yīng)的環(huán)形接收管(3 的水平拋物面槽(1)是線性拋物型太陽(yáng)能集熱器的一部分。根據(jù)本發(fā)明，固態(tài)材料被用作在所示太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備內(nèi)部的熱載體。應(yīng)該注意的是，即使在本說(shuō)明書中僅僅描述了槽式太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備，但本申請(qǐng)要求保護(hù)的發(fā)明，即所述SSTV，可以很容易地在本領(lǐng)域已知的任何其它太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備中實(shí)施。該SSTV(固態(tài)熱載體)通過一組螺旋傳輸器(6)被推入到所述連接管道回路中， 所述螺旋傳輸器由電動(dòng)機(jī)(7)通過減速齒輪(8)操作。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，所述SSTV包括細(xì)粒和/或顆粒形式的固態(tài)材料(如顆粒范圍在100微米至0. 5厘米的熟料材料)，可以用氦氣或其它惰性氣體填充?？傊绢I(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可以替換地使用沒有任何氣態(tài)材料的固態(tài)材料。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，如上所述，SSTV包括至少細(xì)?；蝾w粒形式的熟料材料的混合物，它可以用氦填充。所述熟料材料的混合物也有可能混有一種或多種下列材料 (同樣以細(xì)粒或顆粒的形式)經(jīng)過熟料處理的膨脹粘土和/或高溫爐灰渣和/或石墨。在所述管(9)中氦氣氣壓由膨脹瓶(10)控制。內(nèi)部/外部預(yù)熱器回路由電磁閥(11)、(12)控制。在帶有SSTV的連接管道回路內(nèi)的溫度和和壓力由一系列傳感器(13)監(jiān)測(cè)，而電流分析計(jì)(14)監(jiān)測(cè)螺旋傳輸器的狀態(tài)。在預(yù)熱器和過熱器內(nèi)的溫度和壓力也由傳感器(1 監(jiān)測(cè)，蓄熱器(16)也是這樣?，F(xiàn)在參照?qǐng)D2(a)_(b)，其中顯示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的家用拋物面槽式太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備，其目的是建筑物采暖，它包括一個(gè)雙軸線的拋物槽(17)，特別是配備有環(huán)形接收管(從而構(gòu)成太陽(yáng)能收集器的至少一部分)，蓄熱器O)，熱擴(kuò)散器G7)，內(nèi)部預(yù)熱器(4)和外部預(yù)熱器( ，以及其中根據(jù)本發(fā)明使用SSTV的連接管道回路。所述SSTV包括優(yōu)選為用例如氦的氣態(tài)材料填充的細(xì)粒形式的固態(tài)材料，它由螺旋傳輸器(6)推動(dòng)，所述螺旋傳輸器由電動(dòng)機(jī)(7)通過減速齒輪(8)操作。在所述管道(9) 中的氦氣氣壓由膨脹瓶(10)控制。內(nèi)部/外部預(yù)熱器回路由電磁閥(11)、(12)控制。所述SSTV管道回路內(nèi)的溫度和壓力由一系列傳感器(1 監(jiān)測(cè)，而電流分析計(jì)(14)監(jiān)測(cè)螺旋傳輸器的狀態(tài)。預(yù)熱器內(nèi)的溫度和壓力也通過傳感器(1 監(jiān)測(cè)，蓄熱器(16)也是這樣。參照?qǐng)D3(a)_(f)，其中顯示根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的、用作在太陽(yáng)能收集器內(nèi)的收集管的、環(huán)形形狀的、由耐熱且低延展的玻璃或熔融石英制成的管道(3 。所述管道 (32)安裝在拋物槽中(參見圖l(a)_(b)和圖2(a)-(b))，它由兩個(gè)圓筒(33)、(34)形成。 內(nèi)部圓筒(3 的外表面通過超黑工藝而變黑；兩個(gè)圓筒(3；3)、(34)焊接在一起，且其中制成真空。接收管(3 通過兩個(gè)隔熱的連接器(36)連接到其它管道，其中每個(gè)連接器(36) 具有波紋管(37)以適應(yīng)可能的變形。現(xiàn)在參照?qǐng)D4(a)_(b)，其中顯示用于工業(yè)用槽式太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備的蓄熱器 (2)，優(yōu)選地專門用于電力生產(chǎn)(參見圖l(a)_(b))。這種蓄熱器(2)由外部金屬外殼(38) 和由純化石墨制成的內(nèi)部核心0 組成，所述內(nèi)部核心由金屬條(39)保持就位，并通過熱絕緣材料的間隔層GO)和基部與外殼接觸。在所述核心和所述外殼之間的空白空間Gl) 填充減壓的氬氣或其它惰性氣體。所述SSTV管道穿過蓄熱器( 。形狀為足夠長(zhǎng)的金屬蛇形管的一個(gè)蒸汽過熱器C3)被插入在所述蓄熱器的核心中。形狀為足夠長(zhǎng)的金屬蛇形管的一個(gè)內(nèi)部預(yù)熱器 (4)插入在所述空白空間Gl)內(nèi)，而外部預(yù)熱器(5)的形狀也是足夠長(zhǎng)的金屬蛇形管并且與所述SSTV管道接觸。兩者都包裹著熱絕緣材料08)。內(nèi)部預(yù)熱器(4)和外部預(yù)熱器(5)連接到帶有電磁閥(11)、(12)的過熱器(3)。對(duì)內(nèi)部或外部預(yù)熱器的選擇也是通過電磁閥(11)、(12)來(lái)完成的。內(nèi)部預(yù)熱器中的壓力和溫度通過傳感器(15)監(jiān)測(cè)。而在蓄熱器內(nèi)的溫度和壓力通過傳感器(16)監(jiān)測(cè)。參照?qǐng)D5(a)_(b)，其中顯示了專門用于產(chǎn)生熱水的、家用的槽式太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備的蓄熱器參見圖2(a)-(b))，它由外部金屬外殼(38)和由熟料制造的內(nèi)部核心 (49)組成，所述內(nèi)部核心通過金屬帶(39)保持就位，并且通過熱絕緣材料的間隔層GO)和基部與外殼接觸。在所述核心和外殼之間的空白空間(41)填充減壓的氬氣或其它惰性氣體。為了緩解在所述核心內(nèi)的熱分布，插入高導(dǎo)熱材料例如銅的金屬板G7)。所述SSTV回路穿過所述蓄熱器。在所述空白空間 (41)內(nèi)插入一個(gè)形狀為足夠長(zhǎng)的金屬蛇形管的內(nèi)部預(yù)熱器G)，而形狀也是足夠長(zhǎng)的金屬蛇形管的外部預(yù)熱器( 與所述SSTV回路接觸。兩者都包裹熱絕緣材料08)。所述伸出的內(nèi)部⑷和外部(5)預(yù)熱器在它們之間通過由電磁閥(11)、(12)控制的旁路連接。對(duì)內(nèi)部或外部預(yù)熱器的選擇也是通過所述電磁閥(11)、(1 來(lái)完成的。在預(yù)熱器和過熱器內(nèi)的壓力和溫度通過一系列傳感器(1 進(jìn)行監(jiān)控。而在蓄熱器內(nèi)的溫度和壓力通過一系列傳感器(16)進(jìn)行監(jiān)控。應(yīng)該注意的是，使用具有尺寸為非常小至小的細(xì)粒和/或顆粒的混合物的形式的、固態(tài)的熱載體是極為有利的，所述熱載體具有能夠獲得良好的蓄熱系數(shù)和容積熱容量的特性，且其成分(例如熟料材料和/或經(jīng)過熟料處理的膨脹粘土和/或高溫爐灰渣和/ 或石墨)是這樣的它可以通過一組螺旋傳輸器被任意地推動(dòng)穿過連接管道回路，它在高達(dá)至少900°C不會(huì)經(jīng)歷化學(xué)反應(yīng)，以及在正常工作溫度處和在所述發(fā)電設(shè)備不工作時(shí)都保持它的機(jī)械和物理性能不變，并且當(dāng)所述發(fā)電設(shè)備停頓和之后重新啟動(dòng)時(shí)不會(huì)產(chǎn)生問題， 它不會(huì)造成腐蝕問題，而是實(shí)際上作為自然的潤(rùn)滑劑。包含上述特征的本發(fā)明具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)a) SSTV的使用給太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備提供了更高的效率，特別是具有拋物槽的太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備，因?yàn)樗鼈兛梢栽诟哌_(dá)800°C的溫度工作，在沒有太陽(yáng)能輻射時(shí)可以停止所述加熱回路，并且因?yàn)樗枪虘B(tài)的，所以它更安全，因此它也可以被用來(lái)向建筑物供熱；b)根據(jù)本發(fā)明的特定方面實(shí)施在太陽(yáng)能收集器(例如以上描述的拋物槽)中的、 如前所述的具有環(huán)形形狀的接收管被證實(shí)了與目前市場(chǎng)上的那些接收管更耐熱沖擊，但在熱絕緣方面與目前可買到的那些接收管相比保持了幾乎等同的效率；c)根據(jù)上面的描述和附圖，存儲(chǔ)在埋在地下的、固態(tài)的地?zé)嵝钅芷髦械臒崃吭试S非常小的熱耗散。根據(jù)所述蓄熱器的蓄熱核心所使用的材料，既可以將熱量存儲(chǔ)一段很長(zhǎng)時(shí)間(在按月計(jì)的量級(jí))以產(chǎn)生熱水，也可以有效地調(diào)節(jié)蒸汽的生產(chǎn)以用來(lái)發(fā)電。d)所述外部預(yù)熱器允許冷卻SSTV，以回收大部分熱量并進(jìn)一步降低熱耗散。
權(quán)利要求
1.一種用于太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備的、包括熱載體的熱載體系統(tǒng)，特征在于所述熱載體是固態(tài)熱載體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的熱載體系統(tǒng)，特征在于所述固態(tài)熱載體包括至少一種細(xì)粒和/或顆粒形式的材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的熱載體系統(tǒng)，特征在于所述固態(tài)材料的細(xì)粒和/或顆粒的范圍為 100微米至0. 5厘米。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的熱載體系統(tǒng)，特征在于所述細(xì)粒和/或顆粒形式的固態(tài)材料包括至少熟料材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的熱載體系統(tǒng)，特征在于所述細(xì)粒和/或顆粒形式的固態(tài)材料包括被熟料加工的膨脹粘土和/或高溫爐灰渣和/或石墨。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的熱載體系統(tǒng)，特征在于所述固體熱載體用氣態(tài)材料填充。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的熱載體系統(tǒng)，特征在于所述氣態(tài)材料選自惰性氣體。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的熱載體系統(tǒng)，其特征在于所述氣態(tài)材料是氦。
9.一種太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備，包括一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能收集器、熱交換器、蓄熱器和連接管道回路，特征在于所述發(fā)電設(shè)備包括固態(tài)熱載體，所述固態(tài)熱載體通過機(jī)械裝置被推動(dòng)穿過所述回路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備，特征在于所述固體熱載體包括用氣態(tài)材料填充的、細(xì)粒和/或顆粒形式的固態(tài)材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備，特征在于所述機(jī)械裝置是螺旋傳輸器。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備，特征在于所述收集器包括環(huán)形接收管。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備，特征在于所述蓄熱器被埋在地下。
14.根據(jù)權(quán)利要求9或13的太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備，特征在于所述蓄熱器包括外部外殼、 熱絕緣體和內(nèi)部核心，其中連接管道回路穿過所述內(nèi)部核心。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備，特征在于所述外部外殼是金屬的，且所述內(nèi)部核心包括熟料和/或石墨和/或銅。
16.根據(jù)權(quán)利要求9至15中任一權(quán)利要求的太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備，特征在于所述發(fā)電設(shè)備是拋物面槽式太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備。
17.根據(jù)權(quán)利要求9至15中任一權(quán)利要求的太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備，特征在于所述收集器包括至少一個(gè)鏡頭。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可供工業(yè)和家庭使用的用于太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備的熱載體系統(tǒng)，特別是用于拋物面槽式太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備，包括固態(tài)熱載體。優(yōu)選的太陽(yáng)能聚焦發(fā)電設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能收集器、熱交換器、蓄熱器和連接管道回路，其中固態(tài)熱載體通過機(jī)械裝置推入所述管道中。
文檔編號(hào)F24J2/34GK102203520SQ200980144609
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2009年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者P·哈拉貝利亞, P·德馬笛諾 申請(qǐng)人:因特紐電子有限公司, 斯特姆哥有限公司