工廠組裝的豎直蛇形流動(dòng)熔鹽太陽(yáng)能接收器的制造方法
【專利摘要】公開了一種太陽(yáng)能接收器。所述太陽(yáng)能接收器是模塊化的，具有多個(gè)以長(zhǎng)方形/正方形/多邊形/圓形構(gòu)造的管屏，并且被設(shè)計(jì)成與熔鹽或其它傳熱流體一起使用。所述傳熱流體沿豎直蛇形通道流過所述太陽(yáng)能接收器的側(cè)部（面）。所述太陽(yáng)能接收器可以是工廠組裝的，并且可以與支撐塔一起使用以形成太陽(yáng)發(fā)電系統(tǒng)。
【專利說明】工廠組裝的豎直蛇形流動(dòng)熔鹽太陽(yáng)能接收器
【背景技術(shù)】
[0001]本申請(qǐng)要求于2011年7月29日提交的、申請(qǐng)序列號(hào)為61/513，251的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過參見的方式合并入本申請(qǐng)。
[0002]本發(fā)明總體涉及用于發(fā)電的電力生產(chǎn)領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及模型化的、工廠組裝的太陽(yáng)能接收器。該接收器包括傳熱表面或面(facet)的裝置，結(jié)構(gòu)上流體地與之互聯(lián)的熔鹽傳熱系統(tǒng)，以及一體化支撐結(jié)構(gòu)件，以及其它部件。本發(fā)明也公開了一種使用所述工廠組裝太陽(yáng)能接收器的發(fā)電系統(tǒng)。
[0003]一般地，太陽(yáng)能接收器是太陽(yáng)能生產(chǎn)系統(tǒng)的部件，通過太陽(yáng)能接收器，來自太陽(yáng)的輻射(即太陽(yáng)光)被用作熱源。來自太陽(yáng)的輻射和熱能被傳遞到工作流體，所述工作流體用以最終通過使用汽輪機(jī)等進(jìn)行發(fā)電。通常，該接收器是永久安裝在高架支撐塔頂部的大型單元，該支撐塔戰(zhàn)略性地定位在具有收集太陽(yáng)光線并將這些光線反射到接收器內(nèi)目標(biāo)墻壁的定日鏡或鏡子的場(chǎng)地中。在發(fā)電領(lǐng)域，這些系統(tǒng)的高效的、體積較小的太陽(yáng)能接收器是理想的，該接收器可使用熔鹽或類似的傳熱流體并且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、模塊化、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固并且生產(chǎn)、運(yùn)輸和安裝都較經(jīng)濟(jì)。
[0004]現(xiàn)有的風(fēng)能和太陽(yáng)能光電發(fā)電機(jī)沒有經(jīng)濟(jì)的能量存儲(chǔ)能力。由于沒有能量存儲(chǔ)，在晚上由于風(fēng)、云和黑暗導(dǎo)致的輸電網(wǎng)波動(dòng)是不可避免的。由于安裝了較多的太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)，因云層經(jīng)過和每天的開啟關(guān)閉操作所引起的輸電網(wǎng)波動(dòng)對(duì)于保持需求是不可接受的。長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，為了控制輸電網(wǎng)，需要存儲(chǔ)能量?？紤]到穩(wěn)定和可調(diào)度的電力，帶有熔鹽太陽(yáng)能接收器的熔鹽太陽(yáng)能設(shè)備對(duì)于滿足能量存儲(chǔ)的需求是有幫助的。
[0005]不像蒸汽/水太陽(yáng)能電力設(shè)備，熔鹽太陽(yáng)能設(shè)備能夠有效地將所收集的太陽(yáng)能存儲(chǔ)為熱能，此允許發(fā)電過程和收集能量的過程分開。然后，該電力設(shè)備可以在諸如被云遮蔽時(shí)或在晚上根據(jù)熱量存儲(chǔ)系統(tǒng)規(guī)模按需要生產(chǎn)和調(diào)度電力。
[0006]使用蒸汽/水接收器和獨(dú)立使用用于存儲(chǔ)熱的熔鹽是可行的，但是效率較低。需要其它的熱交換器來傳遞由接收器產(chǎn)生的過熱蒸汽的熱能，以加熱熔鹽。然后可以存儲(chǔ)熔鹽，并且當(dāng)需要時(shí)，可將熱鹽泵送到不同的熱交換器系統(tǒng)，這些熱交換器將熱能從熱鹽傳遞到水而產(chǎn)生蒸汽，以驅(qū)動(dòng)常規(guī)的蘭金循環(huán)汽輪發(fā)電機(jī)，由此發(fā)電。該系統(tǒng)的一些問題包括由于添加的熱交換器而導(dǎo)致的成本增加。而且，很難設(shè)計(jì)能夠產(chǎn)生足夠熱的蒸汽以充分利用鹽的高溫存儲(chǔ)能力的蒸汽/水接收器。諸如使用拋物線槽技術(shù)的油等不同的傳熱流體(HTF)可以用于熱量存儲(chǔ)，然而，這些傳熱流體限于較低的溫度并且效率較低。由于附加的熱交換器和不同傳熱流體的溫度限制會(huì)使太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備的整體效率喪失。
[0007]按這些規(guī)則，位于西班牙的太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備使用單個(gè)較大的現(xiàn)場(chǎng)安裝的熔鹽太陽(yáng)能接收器并且在2011年春季開始投入使用。該工程被設(shè)計(jì)成用15個(gè)小時(shí)的能量存儲(chǔ)生產(chǎn)17兆瓦(麗e)的電。
[0008]名為“太陽(yáng)能二號(hào)(Solar Two)”的太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備工程從1998年I月到1999年4月運(yùn)行。太陽(yáng)能二號(hào)意圖證明塔式熔鹽太陽(yáng)能技術(shù)在商業(yè)規(guī)模上的潛在用途。圖1是太陽(yáng)能二號(hào)接收器的立體圖。[0009]用于太陽(yáng)能二號(hào)的太陽(yáng)能接收器是在定日鏡場(chǎng)中單個(gè)現(xiàn)場(chǎng)安裝的接收器。該接收器包括在圍繞內(nèi)部管線、儀表和控鹽容器(不可見)以外部圓筒形布置的24個(gè)管屏。各個(gè)管屏包括包括32個(gè)薄壁管，所述薄壁管由不銹鋼構(gòu)成并且涂有黑漆以從定日鏡場(chǎng)中吸收最大量的入射太陽(yáng)能。
[0010]圖2是太陽(yáng)能二號(hào)接收器的流道的示意圖。第一流道是旁路流道。“冷”熔鹽向上流過升流管202并進(jìn)入入口容器210。當(dāng)打開旁路閥208時(shí)，熔鹽會(huì)直接流過旁路管線206進(jìn)入降流管204，而不經(jīng)過管屏和出口容器220。第二流道流過接收器管屏以加熱熔鹽。冷熔鹽從入口容器210流過管230進(jìn)入所述管屏并穿過所述管屏，然后流入出口容器220。圖中也示出了排放閥240、環(huán)狀集管242和通風(fēng)閥244。
[0011]理想的是，提供一種使用熔鹽或相似傳熱流體并且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、模塊化且經(jīng)濟(jì)的體積較小的太陽(yáng)能接收器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的實(shí)施例涉及管屏構(gòu)造和用以獲取和存儲(chǔ)能量的太陽(yáng)能接收器。優(yōu)選地，該太陽(yáng)能接收器使用熔鹽作為傳熱流體。
[0013]太陽(yáng)能接收器是小型的、模塊化的且工廠組裝的，允許它們被容易地運(yùn)輸和最小化現(xiàn)場(chǎng)組裝成本。多個(gè)單元的模塊化接收器可以用在鏡場(chǎng)中。包括這些模塊化單元的熔鹽太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)也包含在內(nèi)。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“模塊化”意思是該太陽(yáng)能接收器是標(biāo)準(zhǔn)化單元，使得可以通過增加其它這樣的單元而能夠更容易和更快的擴(kuò)大。
[0014]工廠組裝的太陽(yáng)能接收器包括傳熱表面裝置、結(jié)構(gòu)上和功能上互連到該傳熱表面裝置的熔鹽傳熱系統(tǒng)以及豎直支撐結(jié)構(gòu)件。該豎直支撐結(jié)構(gòu)件支撐該傳熱表面和該熔鹽傳熱系統(tǒng)的各個(gè)部件。
[0015]工廠組裝的太陽(yáng)能接收器使用太陽(yáng)能來加熱工作流體(如熔鹽)。處于地面上的鏡子的鏡場(chǎng)自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)，并且將光能反射和聚集在工廠組裝的太陽(yáng)能接收器上。入射的太陽(yáng)輻射加熱工作流體，該工作流體可以與汽輪機(jī)一起用以發(fā)電。
[0016]在多個(gè)實(shí)施例中公開了包括多個(gè)傳熱表面/面的熔鹽太陽(yáng)能接收器。各個(gè)面包括面入口、面出口和一個(gè)或多個(gè)管屏。各管屏包括至少一個(gè)管、入口集管和出口集管。多個(gè)面設(shè)置在支撐結(jié)構(gòu)件的外部以形成東北流動(dòng)象限、西北流動(dòng)象限、東南流動(dòng)象限和西南流動(dòng)象限。管屏定向成使集管位于上平面和下平面中，在每個(gè)平面中的集管橫向彼此獨(dú)立或分隔。面流體連接以形成兩個(gè)獨(dú)立的流道，一個(gè)流道包括東北流動(dòng)象限和西南流動(dòng)象限，另一流道包括西北流動(dòng)象限和東南流動(dòng)象限。選擇性地，各管屏由套接支柱支撐系統(tǒng)連接到該支撐結(jié)構(gòu)件。太陽(yáng)能接收器可以選擇性地包括上熱罩、下熱罩、升流管、降流管和/或?qū)⒃撋鞴苓B接到降流管的旁通管線。該上熱罩包覆位于上平面的管屏的集管。該下熱罩包覆位于下平面的管屏的集管。
[0017]所述管屏可以是可排放的和可通風(fēng)的。該太陽(yáng)能接收器可以進(jìn)行工廠組裝并且可以用卡車運(yùn)輸。如果適用，也可以使用除熔鹽外的其它傳熱流體。
[0018]各管屏的集管可以面向內(nèi)部，此減小了該太陽(yáng)能接收器的尺寸。在特定實(shí)施例中，一個(gè)面的上集管和下集管所處位置高于一個(gè)或兩個(gè)相鄰面的上集管和下集管所處位置。所述面可以以長(zhǎng)方形、正方形、多邊形或圓形的構(gòu)造設(shè)置。[0019]該太陽(yáng)能接收器可以進(jìn)一步包括出口容器，該出口容器流體連接到管屏的下游。在特定實(shí)施例中，該出口容器定位在所述多個(gè)面的上方。
[0020]該太陽(yáng)能接收器可以進(jìn)一步包括入口容器，該入口容器流體連接到管屏的上游。該入口容器可以定位在管屏的上方或下方或者塔的基部處。
[0021]各管屏可以由所述套接支柱支撐系統(tǒng)沿管屏的高度而頂部支撐并且連接到該支撐結(jié)構(gòu)件。
[0022]該太陽(yáng)能接收器可以進(jìn)一步包括位于各獨(dú)立流道中的流量控制閥。該太陽(yáng)能接收器也可以包括:處于該太陽(yáng)能接收器頂部的至少一個(gè)通入平臺(tái)、吊架和/或維護(hù)梁，或者由上熱罩封圍的上加熱箱和由下熱罩封圍的下加熱箱。
[0023]一般地，用于各面的入口和出口可以獨(dú)立地定位于該太陽(yáng)能接收器的任意角部中，以及上平面或者下平面中。然而，在特定實(shí)施例中，該東南象限面出口和該西南象限面出口定位在同一平面中，例如在上平面中。該東南象限面出口和該西南象限面出口可以都定位在南角。該東北象限面入口和該西北象限面入口定位在同一平面中，例如在下平面中。該東北象限面入口和該西北象限面入口可以都定位在北角。
[0024]在各管屏中的管可以例如通過涂黑而被構(gòu)造成用以增加吸熱率。該太陽(yáng)能接收器還包括定位在各管屏后部的反射隔離模塊化擋光板，所述擋光板將光朝向各管反射出去。
[0025]在其它實(shí)施例中也公開了包括多個(gè)傳熱面的熔鹽太陽(yáng)能接收器。各個(gè)面包括入口、出口和一個(gè)或多個(gè)管屏。各管屏包括多個(gè)管、上集管和下集管。各管屏中的管形成比上集管和下集管寬的本體。多個(gè)面設(shè)置在支撐結(jié)構(gòu)件的外部以形成東北流動(dòng)象限、西北流動(dòng)象限、東南流動(dòng)象限和西南流動(dòng)象限。各個(gè)面被流體連接以形成兩個(gè)獨(dú)立的流道，一個(gè)流道包括東北流動(dòng)象限和西南流動(dòng)象限，另一流道包括西北流動(dòng)象限和東南流動(dòng)象限。在給定的面中的管屏總體上互連以形成蛇形流道。面入口和面出口都沿該面的邊緣并且經(jīng)常沿相同的邊緣進(jìn)行定位。各管屏由套接支柱支撐系統(tǒng)連接到該支撐結(jié)構(gòu)件。
[0026]對(duì)于給定的管屏，所述本體(由管形成的)的寬度與上集管或下集管的寬度之間的比值可以是至少1.05:1。
[0027]各管屏的集管可以是面向內(nèi)部的，此減小了該太陽(yáng)能接收器的尺寸。在特定實(shí)施例中，一個(gè)面的上集管和下集管所處位置高于一個(gè)或兩個(gè)相鄰面的上集管和下集管所處位置。所述面可以以長(zhǎng)方形、正方形、多邊形或圓形的構(gòu)造設(shè)置。
[0028]該太陽(yáng)能接收器可以進(jìn)一步包括入口容器和將所述入口容器流體連接到兩個(gè)相鄰流動(dòng)象限面入口的入口管線。該太陽(yáng)能接收器可以進(jìn)一步包括出口容器和將所述出口容器流體連接到兩個(gè)相鄰流動(dòng)象限面出口的出口管線。該出口容器總體上定位在該入口容器的上方或者該管屏的上方。然后降流管從該出口容器向下延伸?？商鎿Q地，該太陽(yáng)能接收器也可以進(jìn)一步包括降流管和將兩個(gè)相鄰流動(dòng)象限面出口直接流體連接到該降流管的出口管線。在所述實(shí)施例中不存在出口容器。升流管和旁通管線也可以存在，其中該升流管通入該入口容器，該旁通管線將該升流管連接到降流管。該入口容器可以定位在多個(gè)管屏的下方。
[0029]該太陽(yáng)能接收器還可以進(jìn)一步包括封圍管屏上集管的上加熱箱和可能的封圍該上加熱箱的上熱罩。該太陽(yáng)能接收器還可以進(jìn)一步包括封圍管屏下集管的下加熱箱和可能的封圍該下加熱箱的下熱罩。該太陽(yáng)能接收器還可以進(jìn)一步包括定位于各管屏后部的反射隔離模塊化擋光板。
[0030]該東南流動(dòng)象限面出口和西南流動(dòng)象限面出口可以定位在公共平面中。該東南流動(dòng)象限面出口和西南流動(dòng)象限面出口都可以定位在南角。該東北流動(dòng)象限面入口和西北流動(dòng)象限面入口可以定位在公共平面中。該東北流動(dòng)象限面出口和西北流動(dòng)象限面出口都可以定位在北角。
[0031]在各個(gè)實(shí)施例中也公開了能夠用于太陽(yáng)能接收器的傳熱表面或面。該面包括一個(gè)或多個(gè)管屏，各管屏包括至少一個(gè)管、上集管和下集管，所述管屏互連以形成蛇形流道；面入口；和面出口。該面入口和該面出口都沿該面的邊緣定位。一般在該面中有多個(gè)管屏。上集管和下集管橫向彼此獨(dú)立或分隔。
[0032]各管屏可以包括一個(gè)或多個(gè)管，各管平行于彼此放置以形成比上集管和下集管寬的本體。該面入口和該面出口可以定位在該面的相同邊緣或不同邊緣上。各管屏的集管可以面向內(nèi)側(cè)(即偏置到各管相同側(cè)部)。
[0033]也公開了能夠用在太陽(yáng)能接收器上的傳熱表面或面的其它實(shí)施例。該面包括入口、出口和一個(gè)或多個(gè)管屏。各管屏包括多個(gè)管、上集管和下集管。各管屏中的管形成比上集管和下集管寬的本體。所述管屏可以互連以形成蛇形流道。該面入口和該面出口都沿該面的邊緣定位，并且可以處于在相同的邊緣上。
[0034]在實(shí)施例中也公開了熔鹽太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，其包括:豎直支撐結(jié)構(gòu)件；定位在該豎直支撐結(jié)構(gòu)件上的中部太陽(yáng)能接收器；繞該豎直支撐結(jié)構(gòu)件設(shè)置的多個(gè)定日鏡；構(gòu)造成將熔鹽供應(yīng)到該中部太陽(yáng)能接收器的冷存儲(chǔ)罐；以及構(gòu)造成接收來自該中部太陽(yáng)能接收器的熔鹽的熱存儲(chǔ)罐。該中部太陽(yáng)能接收器包括多個(gè)流動(dòng)象限，各流動(dòng)象限包括一個(gè)或多個(gè)管屏。各管屏包括多個(gè)管、上集管和下集管。各管屏的管形成比上集管和下集管寬的本體。多個(gè)所述流動(dòng)象限設(shè)置在支撐結(jié)構(gòu)件的外部以形成東北流動(dòng)象限、西北流動(dòng)象限、東南流動(dòng)象限和西南流動(dòng)象限。所述管屏流體上連接以形成兩個(gè)獨(dú)立的流道，一個(gè)流道包括東北流動(dòng)象限和西南流動(dòng)象限，另一流道包括西北流動(dòng)象限和東南流動(dòng)象限。應(yīng)當(dāng)考慮的是，任何數(shù)量的接收器都可以用在該太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，各接收器定位在塔上。各管屏可以由套接支柱支撐系統(tǒng)連接到該支撐結(jié)構(gòu)件。
[0035]冷存儲(chǔ)罐和熱存儲(chǔ)罐可以定位在該塔的基部。該發(fā)電系統(tǒng)還可以進(jìn)一步包括接收來自熱存儲(chǔ)罐的熔鹽的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)。
[0036]各管屏的集管可以面向內(nèi)部。在特定實(shí)施例中，在一個(gè)流動(dòng)象限中的管屏的上集管和下集管所處位置高于在一個(gè)或兩個(gè)相鄰流動(dòng)象限中的管屏的上集管和下集管所處位置。
[0037]在不同的實(shí)施例也公開了包括多個(gè)管、上集管和下集管的管屏。所述管形成比該上集管和下集管寬的本體。
[0038]本體(由管形成的)的寬度與上集管或下集管的寬度之間的比值可以是至少1.05:
I。在其它實(shí)施例中，上集管和下集管偏置到由多個(gè)管形成的平面的一側(cè)。
[0039]以下將更具體地描述本發(fā)明的這些或其它非限定方面和/或目標(biāo)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]以下是【專利附圖】

【附圖說明】，其目的是描述本發(fā)明所公開的示例性實(shí)施例，而不是為了限制本發(fā)明。
[0041]圖1描述了太陽(yáng)能二號(hào)工程的太陽(yáng)能接收器。
[0042]圖2是示出了用于太陽(yáng)能二號(hào)工程的太陽(yáng)能接收器的一個(gè)流道和一個(gè)旁道的示意圖。
[0043]圖3是本發(fā)明已組裝的太陽(yáng)能接收器的一個(gè)實(shí)施例的立體圖。該具體實(shí)施例具有四個(gè)側(cè)部，并且不使用出口容器。
[0044]圖4是圖3的已組裝太陽(yáng)能接收器的內(nèi)部立體圖，示出了傳熱表面的設(shè)置方式，和設(shè)置以頂撐該傳熱表面的豎直支撐結(jié)構(gòu)件。
[0045]圖5是圖3的已組裝太陽(yáng)能接收器的配管的示意圖，為清晰顯示，移除了該太陽(yáng)能接收器的多個(gè)部分。
[0046]圖6是示出了用于本發(fā)明太陽(yáng)能接收器的一個(gè)流道的示意圖；
[0047]圖7A是包括多個(gè)管屏的面的放大正視圖，該面可以用于形成本發(fā)明的正方形或長(zhǎng)方形太陽(yáng)能接收器的一個(gè)側(cè)面。
[0048]圖7B是圖7A的面的內(nèi)部立體圖。
[0049]圖7C是太陽(yáng)能接收器的兩個(gè)相鄰面的內(nèi)部放大立體圖，其示出了不同高度的集管(這將幫助減少該接收器的尺寸)。
[0050]圖8A是管屏的側(cè)視圖。
[0051]圖8B是圖8A的管屏的放大立體分解圖。
[0052]圖9是本發(fā)明正方形或長(zhǎng)方形太陽(yáng)能接收器的面的俯視圖。
[0053]圖10是本發(fā)明已組裝太陽(yáng)能接收器的另一實(shí)施例的立體圖。該具體實(shí)施例具有四個(gè)側(cè)面，并且包括出口容器。
[0054]圖11是用以將面或管屏(屏)連接到支撐結(jié)構(gòu)的套接支柱支撐系統(tǒng)的一些部分的側(cè)面劑視圖。
[0055]圖12是用以將面或管屏連接到支撐結(jié)構(gòu)的套接支柱支撐系統(tǒng)的一些部分的平面圖。
[0056]圖13是用以將面或管屏連接到支撐結(jié)構(gòu)的套接支柱支撐系統(tǒng)的一些部分的立體圖。
[0057]圖14是固定件的立體圖，該太陽(yáng)能接收器在該固定件上工廠組裝、運(yùn)輸和提升。
[0058]圖15是可以與本發(fā)明太陽(yáng)能接收器一起使用的加熱箱的側(cè)面剖視圖。
[0059]圖16是太陽(yáng)能接收器的支撐結(jié)構(gòu)頂部的放大視圖，并且示出了維護(hù)梁。
[0060]圖17A是示出了在收起位置以及可能的第一服務(wù)位置和第二服務(wù)位置處的一對(duì)維護(hù)梁的立體圖。
[0061]圖17B是示出了將維護(hù)梁固定在對(duì)應(yīng)圖17A收起位置處的銷裝置的平面圖。
[0062]圖17C是示出了將維護(hù)梁固定在第二維修位置的銷裝置的平面圖。
[0063]圖17D是示出了將維護(hù)梁固定在第一維修位置的銷裝置的平面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0064]通過參照附圖，可以更完整地理解本申請(qǐng)所公開的工藝和裝置。這些附圖僅僅是基于方便和容易描述現(xiàn)有技術(shù)和/或本發(fā)明的示意性說明，并且因此，其意圖不是為指明本發(fā)明組件或部件的相關(guān)大小和尺寸。
[0065]雖然在下面的描述中為了清晰而使用了具體的術(shù)語(yǔ)，但是這些術(shù)語(yǔ)意圖僅是指附圖中選定用于說明的實(shí)施例的特定結(jié)構(gòu)，并且不是意為限定或限制本發(fā)明的范圍。在附圖中和以下描述中，應(yīng)當(dāng)理解的是，相同的附圖標(biāo)記都用于表示具有相同功能的部件。
[0066]結(jié)合數(shù)量使用的修飾詞“大約”包括該表述值，并且其意義由上下文決定(例如，其至少包括與特定數(shù)量的測(cè)量相關(guān)聯(lián)的誤差度)。當(dāng)與具體數(shù)值一起使用時(shí)，其也應(yīng)考慮為包括該數(shù)值。例如，術(shù)語(yǔ)“大約2”也揭示數(shù)值“2”，而范圍“從大約2到大約4”也揭示范圍“從2到4”。
[0067]應(yīng)當(dāng)注意的是，本申請(qǐng)所使用的許多術(shù)語(yǔ)是相對(duì)術(shù)語(yǔ)。例如，術(shù)語(yǔ)“入口”和“出口”是相對(duì)于流動(dòng)方向的，而不應(yīng)解釋為要求該結(jié)構(gòu)的具體定向或位置。類似地，術(shù)語(yǔ)“上”和“下”在位置上是彼此相對(duì)的，即，上部件處于比下部件更高的位置上。另外，術(shù)語(yǔ)“北”和“南”用以指示彼此相反的方向，術(shù)語(yǔ)“東”和“西”也是一樣。這些方向術(shù)語(yǔ)是相對(duì)彼此的，并且不應(yīng)解釋為指參照地球的地理北極或地磁北極而確定的絕對(duì)方向。
[0068]本文中使用的術(shù)語(yǔ)“平面”總體上是指共同的水平面，并且應(yīng)解釋為指參照體積，而不是指平坦的表面。
[0069]要理解本發(fā)明可能需要解釋太陽(yáng)接收器、鍋爐和/或蒸汽發(fā)電器領(lǐng)域的某些術(shù)語(yǔ)或原理，讀者可以參考巴布科克.威爾科克斯有限公司(The Babcock&ffilcox Company)的《蒸汽/其產(chǎn)生和使用(Steam/its generation and use)》第40版,其作者為斯塔爾茨(Stultz)和基托(Kitto)，版權(quán)所有1992，并且可以參考巴布科克?威爾科克斯有限公司的《蒸汽/其產(chǎn)生和使用》第41版，其作者為斯塔爾茨和基托，版權(quán)所有2005，其二者的全部?jī)?nèi)部以參見的方式合并入本申請(qǐng),就如同在此做了完整闡述一樣。
[0070]本發(fā)明涉及可用于塔式太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的太陽(yáng)能接收器設(shè)計(jì)，塔式太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)也稱為集中式太陽(yáng)能發(fā)電(CSP)技術(shù)。一般地，該太陽(yáng)能接收器處于在地平面或同一水平面上方升起的豎直支撐結(jié)構(gòu)件的頂部。該豎直支撐結(jié)構(gòu)件可以由基底支撐。在該豎直支撐結(jié)構(gòu)件上可以設(shè)置支柱以為傳熱表面裝置提供橫向支撐，有利地，該傳熱表面裝置包括松散的正切管屏，同時(shí)可考慮這些管/管屏在水平和豎直方向上都能進(jìn)行自由的熱膨脹，由此消除額外的管應(yīng)力。
[0071]該豎直支撐結(jié)構(gòu)件、支柱和其它結(jié)構(gòu)元件不僅為傳熱表面的管/管屏提供結(jié)構(gòu)支撐和剛度，也是一種可以用以撿取并升舉太陽(yáng)能接收器以將之放置在所需位置的裝置。該結(jié)構(gòu)允許該太陽(yáng)能接收器在安裝期間作為一個(gè)單元被工廠組裝、運(yùn)送、然后升舉并設(shè)置在塔上。該豎直支撐結(jié)構(gòu)件保持有太陽(yáng)能接收器，因此在應(yīng)在需要的時(shí)候能方便地將太陽(yáng)能接收器從塔上移除(如果需要)。
[0072]該太陽(yáng)能接收器是管的組件，熔鹽或其它傳熱流體(HTF)在管中流動(dòng)。在同一水平面上，稱為定日鏡的鏡子的鏡場(chǎng)跟蹤太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)并且將太陽(yáng)光集中在該接收器的傳熱表面上。在該接收器的管中的傳熱流體吸收被集中的太陽(yáng)能，引起傳熱流體溫度增加和/或發(fā)生相變，使得傳熱流體獲得太陽(yáng)能?？梢钥紤]的是，本發(fā)明的太陽(yáng)能接收器特別地與作為傳熱流體的硝酸熔鹽一起使用。
[0073]競(jìng)爭(zhēng)者的(competitor)系統(tǒng)通常在單個(gè)鏡場(chǎng)的中部使用單個(gè)的大的現(xiàn)場(chǎng)安裝接收器。然而，本發(fā)明的太陽(yáng)能接收器可以考慮使用產(chǎn)生與單個(gè)大接收器的產(chǎn)出等同的一些較小太陽(yáng)能接收器而合并入采取模塊化方法的發(fā)電設(shè)備中。具體地，該較小的尺寸允許工廠組裝，或者換句話說，該太陽(yáng)能接收器可以作為一個(gè)組裝件運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，而不是作為多個(gè)在現(xiàn)場(chǎng)組裝到一塊的較小零件。此提高了質(zhì)量、最小化了現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)力成本、允許當(dāng)接收器在場(chǎng)時(shí)能較快地安裝并且由于塔較矮而容易獲得許可。該模塊化方法還允許可變化的設(shè)備大小，設(shè)備大小可以通過簡(jiǎn)單地改變塔和接收器的數(shù)量而被改變。由于可以使用同樣的接收器設(shè)計(jì)來擴(kuò)展或縮小該設(shè)備，設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)也減小了 ；該設(shè)計(jì)不需要改變。
[0074]該熔鹽太陽(yáng)能接收器采用了很多概念，例如:工廠組裝、模塊化、使用設(shè)置以交替上下蛇形流動(dòng)的頂部支撐的松散正切管和集管的傳熱表面、管附件/支柱系統(tǒng)和在管屏后的擋光板以及其它的概念。
[0075]—般地，熔鹽太陽(yáng)能接收器使用熔鹽而不是流過管中的蒸汽和水作為傳熱流體。這些熔鹽可以包括硝酸鈉鹽和硝酸鉀鹽。入口溫度大約為550° F(288°C，561° K)的“冷”熔鹽從冷熔鹽儲(chǔ)藏罐被泵送到該接收器的管中。聚集到管屏上的太陽(yáng)能將熔鹽加熱到大約1050° F (566°C，839° K)的出口溫度。當(dāng)離開該太陽(yáng)能接收器時(shí)，該“熱”熔鹽返回到同一水平面并儲(chǔ)存在熱熔鹽罐中。此完成了能量收集過程。
[0076]如果需要，可以通過將熱鹽從熱鹽存儲(chǔ)罐泵送到蒸汽發(fā)生系統(tǒng)中而進(jìn)行發(fā)電。蒸汽發(fā)生系統(tǒng)是一個(gè)管殼式熱交換器的系統(tǒng)，該系統(tǒng)將熱能從熱熔鹽傳遞到水中，以產(chǎn)生高溫、高壓蒸汽。然后，蒸汽被用以驅(qū)動(dòng)常規(guī)的蘭金汽輪發(fā)電機(jī)。這就完成了發(fā)電過程。冷卻的鹽返回到冷鹽存儲(chǔ)罐中并且可以通過太陽(yáng)能接收器進(jìn)行再循環(huán)。
[0077]能量收集系統(tǒng)(定日鏡和接收器)的生產(chǎn)能力大于發(fā)電系統(tǒng)要求的能力；因此，多余的能量可以以熱(1050° F)熔鹽的形式存儲(chǔ)。此允許與太陽(yáng)能接收器處的能量收集過程與發(fā)電過程分離。用直接連接到汽輪機(jī)的蒸汽/水接收器進(jìn)行能量存儲(chǔ)是不可能的，但是對(duì)于實(shí)用來說，能量存儲(chǔ)是非常必要的，因?yàn)樵撛O(shè)備可能按需要在諸如云遮蔽期間和夜晚時(shí)產(chǎn)生并調(diào)度電力，有時(shí)取決于熱存儲(chǔ)系統(tǒng)的規(guī)模。
[0078]有利地，本發(fā)明的工廠組裝太陽(yáng)能接收器包括以特別方式設(shè)置以將所需數(shù)量的熱能傳遞到工作流體(即熔鹽)的傳熱表面裝置和流體遞送導(dǎo)管(管、閥等)以及關(guān)聯(lián)控制器。有利地，該傳熱表面由設(shè)置成正切管屏的管制成，并且按需要設(shè)置有入口集管和出口集管。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的，用于該傳熱表面的管的大小、它們的材料、直徑、壁厚、數(shù)量和布置是按照適用設(shè)計(jì)規(guī)范基于所使用的溫度和壓力進(jìn)行設(shè)計(jì)的。管中工作流體所需的傳熱性能、循環(huán)倍率、點(diǎn)吸收速率、質(zhì)量流速等也是必須要考慮的重要參數(shù)。根據(jù)該太陽(yáng)能接收器要安裝的地理位置，也要考慮適用的地震載荷和設(shè)計(jì)規(guī)范。
[0079]圖3至圖7C示出了本發(fā)明太陽(yáng)能接收器的多個(gè)方面。圖3是已組裝太陽(yáng)能接收器的一個(gè)實(shí)施例的外部立體圖。該接收器是模塊化的、工廠組裝的且可以用卡車運(yùn)輸。該接收器使用熔鹽作為傳熱流體。該接收器也包括為熔鹽提供豎直蛇形流道的傳熱表面(即面)。定日鏡場(chǎng)/系統(tǒng)中可帶有多個(gè)接收器。
[0080]圖4是圖3的太陽(yáng)能接收器的內(nèi)部立體圖，所以可以看到其內(nèi)部和后側(cè)。該圖主要示出了用于該熔鹽傳熱系統(tǒng)的傳熱表面和其它部件的支撐系統(tǒng)。圖5示出了組成該熔鹽傳熱系統(tǒng)部分的某些管、通風(fēng)口、排放件(drains)和存儲(chǔ)罐。圖6示出了在圖3太陽(yáng)能接收器中的熔鹽流道。圖7A至圖7C示出了用在該太陽(yáng)能接收器上的、構(gòu)成傳熱面的管屏(管板)的某些方面。[0081]當(dāng)從頂部觀察時(shí)，在某些具體實(shí)施例中的太陽(yáng)能接收器在各側(cè)部上的尺寸為大約11英尺Xll英尺。當(dāng)從側(cè)部觀察時(shí)，該太陽(yáng)能接收器的吸熱面積為大約30英尺高(即吸熱高度)X大約11英尺寬。該接收器的尺寸相比于競(jìng)爭(zhēng)者的單元較小，并且方便了實(shí)現(xiàn)最大程度的工廠組裝和卡車運(yùn)輸能力，以減少現(xiàn)場(chǎng)安裝的時(shí)間和成本?？煽紤]的是，該接收器的尺寸在一定程度上是彈性的，以在滿足熱力性能要求同時(shí)仍能達(dá)到工廠組裝和卡車運(yùn)輸能力的要求。
[0082]該太陽(yáng)能接收器可以分成四個(gè)不同的象限。如本申請(qǐng)進(jìn)一步描述的，每象限包含至少一個(gè)面320，并且每個(gè)面包含至少一個(gè)管屏。在圖3中，東北(NE)象限312和東南(SE)象限316是可見的，東北面350和東南面370也是可見的。在圖4中，西北(NW)象限314和西南(SW)象限318是可見的，西北面360和西南面380也是可見的。
[0083]如圖3至圖7C可以看到的，該太陽(yáng)能接收器的組件首先基于用于熔鹽的流道而進(jìn)行描述。首先參照?qǐng)D3，太陽(yáng)能接收器300可以安裝在諸如塔等豎直支撐結(jié)構(gòu)件上(未示出)，以增加安裝在同一水平面上的定日鏡可以放置并仍可照到太陽(yáng)能接收器的面積。
[0084]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5，溫度大約為550° F的冷熔鹽從冷鹽存儲(chǔ)罐301經(jīng)過升流管324進(jìn)到入口容器390而向上泵送到塔，其中入口容器390作為過量熔鹽的壓力容器起作用。如果由于泵的故障問題或其它原因?qū)е铝飨蛩娜埯}停止，那么，在入口容器390中的熔鹽可以繼續(xù)為該太陽(yáng)能接收器的面提供流動(dòng)和冷卻功能，同時(shí)通過將定日鏡重新定向成離開太陽(yáng)能接收器進(jìn)行聚焦而將熱量從這些管上去除。從該入口容器390，熔鹽流向該接收器的北角，并且分開進(jìn)入兩個(gè)平行的流道。一個(gè)流道進(jìn)入東北面入口 352，另一個(gè)流道進(jìn)入西北面入口 362。一般來講，用于此兩個(gè)流道的入口處于共同的角中。例如，可替換地，該面入口可以定位在南角上。熔鹽流動(dòng)的方向可能根據(jù)該太陽(yáng)能接收器是處于地球的北半球還是南半球而有所不同，并且此會(huì)影響這些入口處于哪個(gè)角中。
[0085]在東北面350和西北面360內(nèi)部，鹽通過來自鏡場(chǎng)的、被聚集在面中的管上的集中太陽(yáng)能而被加熱。各面由一個(gè)或多個(gè)管屏330組成(如圖3所示為四個(gè)管屏)。各管屏包括至少一個(gè)管712、入口集管714和出口集管716 (見圖7A)。這些管屏通過諸如跨接管414(見圖5)等互連管線而彼此串連。這些管屏330沿豎向或軸向組織，使得熔鹽沿交替上下的方向流過這些管屏(如圖3、圖6和圖7中的箭頭所示)。此流動(dòng)方向上的改變?cè)诒旧暾?qǐng)中稱為蛇形流道。而且，各面可以具有大約10英尺到大約50英尺的高度。各面可以具有大約8英尺到大約20英尺的寬度。
[0086]參照?qǐng)D3和圖4，來自東北象限312的熔鹽順序地“跨連(橫跨)”到西南象限318上的面，并且來自西北象限314的熔鹽“跨連”到東南象限316上的面。該跨連過程意圖為平衡太陽(yáng)能吸收過程中由自然的東到西變化而引起的鹽溫東/西差異。鹽的加熱過程在也由多個(gè)上下蛇形類型的管屏組成的東南象限和西南象限的面內(nèi)繼續(xù)進(jìn)行。
[0087]圖5中可以看到用于該跨連過程的管道。第一跨連管348將東北面出口 354流體連接到西南面入口 382。第二跨連管349將西北面出口 364流體連接到東南面入口 372。熔鹽順序地離開位于南角的東南面出口 374和西南面出口 384。該熔鹽溫度為大約1050° F，并且直接用管輸送到降流管322中。該降流管在大氣壓力下工作，并且通到大氣中(附圖標(biāo)記404表示)。然后，該熔鹽在重力作用下沿塔向下流動(dòng)，并到達(dá)熱鹽存儲(chǔ)罐302。此完成了能量收集過程。在熱熔鹽中存儲(chǔ)的熱能可以根據(jù)效用判斷而使用，以產(chǎn)生蒸汽和電力。例如，這通過將熔鹽從熱鹽存儲(chǔ)罐302運(yùn)送經(jīng)過熱交換器303而完成。然后，較冷的鹽進(jìn)入冷鹽存儲(chǔ)罐301。水進(jìn)入熱交換器303并轉(zhuǎn)化成蒸汽。蒸汽可以送到用以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)307的汽輪機(jī)305中。
[0088]如本文解釋并進(jìn)一步描述的，在一些實(shí)施例中，出口容器可以處于這些面和降流管之間。雖然這些管道描述成相對(duì)直的流道，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)理解的是，它們?cè)谠O(shè)置方式和長(zhǎng)度上的實(shí)際設(shè)計(jì)由太陽(yáng)能接收器運(yùn)行期間熱膨脹和收縮引起的期望運(yùn)動(dòng)所需的彈性(靈活性)程度而決定。因此，可能需要額外的彎頭和長(zhǎng)度來提供該彈性。
[0089]支撐結(jié)構(gòu)340在圖4中以一套正方形的橫梁和縱梁示出。上部熱罩394和下部熱罩396覆蓋位于管屏330上方和下方的上結(jié)構(gòu)鋼部分和下結(jié)構(gòu)鋼部分。熱罩394、396保護(hù)這些未冷卻的部件免受未到達(dá)管屏吸熱表面上的溢出熱流(即從鏡場(chǎng)偏離的光)的影響。這些熱罩繞著太陽(yáng)能接收器的周緣延伸。這些熱罩的一端或一邊栓接或焊接到支撐結(jié)構(gòu)340，而另一端自由。熱罩薄規(guī)格鋼制成，在其內(nèi)側(cè)和沿自由邊上具有加固件，用以抵抗風(fēng)力載荷和地震載荷。這些熱罩也可以在各角處連接以提供額外的硬度，由此避免附連到各管。存在為熱膨脹提供的余量，以減少或避免彎折。熱罩在暴露的側(cè)部是反光的(如涂成白色)而在內(nèi)側(cè)是不隔離的，以降低工作溫度。在熱罩和管屏之間提供了間隙以允許空氣的自然流通，而進(jìn)行進(jìn)一步冷卻。為減小運(yùn)輸尺寸，熱罩可以在現(xiàn)場(chǎng)安裝。
[0090]繼續(xù)參照?qǐng)D4，上加熱蓋(oven cover) 393封圍這些面的上部集管400和上管彎頭，而下加熱蓋391封圍這些面的下部集管420和下管彎頭。這些加熱蓋本身被熱罩394和396 (參照?qǐng)D3)覆蓋。加熱蓋391、393預(yù)熱未暴露到聚集太陽(yáng)能熱流的接收器管屏的區(qū)域。電加熱器用以預(yù)熱隔離管屏彎頭和集管。在開始時(shí)，需要進(jìn)行預(yù)熱，以確保鹽在被引入太陽(yáng)能接收器前與鹽接觸的所有金屬被加熱到鹽的凝固點(diǎn)之上，由此避免鹽凝固，鹽凝固可能導(dǎo)致堵塞，并毀壞部件。在此方面，應(yīng)當(dāng)注意的是，加熱蓋可以是剛性的隔離的箱子，箱子內(nèi)部具有電加熱器元件，或者可替換地，加熱蓋可以是諸如隔離加熱毯等軟性的蓋子。
[0091]圖15是示例性加熱蓋或加熱箱的側(cè)部剖視圖。圖15描述的加熱箱500對(duì)應(yīng)于圖4的下加熱箱391。在本圖中可以看到該加熱箱所附連到的支撐結(jié)構(gòu)340的一個(gè)豎直柱502和兩個(gè)水平梁504。該加熱箱環(huán)繞在此面內(nèi)的下集管420和所述管的管彎頭333。排放管422從該下集管的底部引出。
[0092]在該加熱箱的底部是朝遠(yuǎn)離豎直柱502的方向向外延伸的底部水平支撐件510。水平支撐件512在加熱箱頂部也朝遠(yuǎn)離豎直柱502的方向延伸。加固件514從頂部水平支撐件512到底部水平支撐件510鋪設(shè)。加熱箱外部是熱罩396。隔離層520具有大致為五邊形的形狀，并且沿加固件從頂部水平支撐件到底部水平支撐件、經(jīng)過底部水平支撐件又沿該熱罩而鋪設(shè)。該隔離層520和熱罩396之間存在有空氣間隙530。隔離層具有高的R值并且可以稍微厚些(大約3英寸)?；瑒?dòng)密封件532存在于該熱罩396和管332之間。電加熱器540定位于該加熱箱內(nèi)部。這些電加熱器由隔離層520環(huán)繞。應(yīng)考慮的是，可以使用四個(gè)或五個(gè)加熱器，并且這些電加熱器的尺寸可以是例如12英寸X30英寸的。
[0093]該加熱箱可以做成兩個(gè)獨(dú)立的部分。例如，加熱箱500可以具有結(jié)合在一起的內(nèi)偵鄺50和外側(cè)552。內(nèi)側(cè)可以拆分成兩片。外側(cè)可以由一片制成。接合部(spliCe)560存在于加熱箱的頂部，位于頂部水平支撐件512和隔離層520 —端之間。另一接合部562是沿著底部水平支撐510的，位于內(nèi)側(cè)550和外側(cè)552之間。[0094]如圖4所示，套接支柱支撐系統(tǒng)346用以將各管屏附連到支撐結(jié)構(gòu)340。該系統(tǒng)為管屏提供水平(橫向)穩(wěn)定性，同時(shí)允許各管獨(dú)立自由地沿豎直方向(軸向)膨脹，此減少了管應(yīng)力。所有的管屏都是頂部被支撐的并且懸置在接收器內(nèi)部的支撐結(jié)構(gòu)340上。應(yīng)當(dāng)注意到的是，處于各水平的各面上相鄰管屏的集管(上/下)彼此橫向(水平)隔開。隔開各面上的集管會(huì)允許各管屏有差別地膨脹，此對(duì)于減少應(yīng)力是必要的，因?yàn)楦鞴芷?30將在比前一管屏更高的溫度上工作。所有的管屏由薄壁的、松散的、正切的管組成，允許管與管之間有差別的膨脹，并減少管應(yīng)力。管的附連件允許管屏在水平和豎直方向上自由地?zé)崤蛎?，由此消除額外的管應(yīng)力。這些設(shè)計(jì)特征使彈性最大化，并使熱應(yīng)力和管彎曲的可能性最小化。這些管可以被涂覆，如涂成黑色，以提高太陽(yáng)能吸收率。為此，可以使用吸收光的黑漆或黑色氧化物。
[0095]圖5示出了與圖3和圖4示出的太陽(yáng)能接收器相關(guān)聯(lián)的內(nèi)部管線設(shè)置。該太陽(yáng)能接收器的面/管屏能夠充分排放和通風(fēng)。該接收器通常在太陽(yáng)落下后或太陽(yáng)能過低而不被使用時(shí)進(jìn)行排放。熔鹽在大約430° F (221°C，494° K)時(shí)進(jìn)行固化。如果不排放，鹽會(huì)在管中凝固并且堵塞該接收器。如本圖中看到的，太陽(yáng)能接收器可以包括用于各獨(dú)立流道的通風(fēng)閥406。該通風(fēng)閥通常位于降流管322的頂部附近，并且圖中也示出了將流道連接到該降流管的通風(fēng)管線416。
[0096]圖中也示出了用于各獨(dú)立流道的流量控制閥408。該流量控制閥自動(dòng)并獨(dú)立地調(diào)節(jié)熔鹽的流量以當(dāng)其退出流道時(shí)控制熔鹽的最終溫度，使其達(dá)到給定溫度。該流量控制閥通常定位在將冷鹽供應(yīng)到流道中的入口處。
[0097]該太陽(yáng)能接收器也可以包括排放閥410。通常，對(duì)于每對(duì)管屏都設(shè)置有一個(gè)排放閥，并且該排放閥位于管屏下方。圖中也示出了排放管線412，其連接到降流管322，使得存在于管屏中的熔鹽被排出并流進(jìn)降流管322中。通風(fēng)閥、流量控制閥和排放閥是自動(dòng)化的。
[0098]如前所述，各面由一個(gè)或多個(gè)管屏組成，各管屏包括入口集管和出口集管。管屏被對(duì)齊使得集管設(shè)置成由下集管420和上集管400組成的組。圖中也示出了位于相鄰集管之間的跨接管414。
[0099]圖6是示出了在太陽(yáng)能接收器中熔鹽流過兩個(gè)獨(dú)立流道中的一個(gè)一即通過東北和西南面的流道的示意圖。首先，入口容器390位于面350、380的下方(各面都具有四個(gè)管屏)。圖中也示出了管屏之間的跨接管414。升流管324將冷熔鹽提供到入口容器390中。入口管402將入口容器390流體連接到東北面入口 352。東北面出口 354通過跨連管348流體連接到西南面入口 382。出口管403將西南面出口 384流體連接到降流管322。
[0100]也可以包括旁通管線，該旁通管線允許熔鹽通過將入口容器402連接到降流管322而完全繞過接收器面。通常，在開始當(dāng)該面和加熱蓋被預(yù)熱以減少鹽在管屏中凝固的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)這樣做，或者，在晚上這樣做，以保持塔的管線溫暖從而避免重新伴熱。該旁通管線432將升流管324在入口容器390的上游連接到降流管322。該旁通管線可以處于離同一水平面較近的低位，或者處于放置太陽(yáng)能接收器的塔中。閥控制通過旁通管線中的流量。
[0101]雖然沒有示出，但是在太陽(yáng)能接收器中也存在用于西北面和東南面的相似流道。第二入口容器將入口容器流體連接到西北面入口。應(yīng)當(dāng)注意的是，通常有一個(gè)公共管從入口容器出來，然后分開以形成用以進(jìn)給兩個(gè)流道的兩個(gè)入口容器。該西北面出口通過第二跨連管流體連接到東南面入口。第二出口管將東南面出口流體連接到降流管。熔鹽可以從入口容器經(jīng)由西北面和東南面向降流管322流動(dòng)。
[0102]圖7A是該太陽(yáng)能接收器的側(cè)部放大正視圖，其示出了組成圖3中面320的多個(gè)管屏730。圖7B是管屏730的內(nèi)部立體圖。一般來講，面700由多個(gè)管屏710形成，在此示出四個(gè)管屏。各個(gè)管屏包括彼此平行的一個(gè)或多個(gè)管712。這些管712貫穿在入口集管714和出口集管716之間，以形成本體或壁737，從定日鏡聚焦的太陽(yáng)能可以被定向到該本體或壁737上的。各管屏710之間使用跨接管702 (在圖5中也為附圖標(biāo)記414)進(jìn)行互連。這些管互連形成貫穿該接收器側(cè)部的蛇形流道，其用箭頭705表示。流道在面入口 704處開始，在面出口 706處結(jié)束。應(yīng)當(dāng)注意的是，如果有偶數(shù)個(gè)管屏710，面入口 704和面出口 706可以沿面700的共同邊緣708或744定位。可替換地，如果使用了奇數(shù)個(gè)管屏，那么面入口704和面出口 706可以定位于管屏700的相對(duì)邊緣708和744上。換句話說，該面入口和面出口可以按接收器的設(shè)計(jì)要求獨(dú)立地定位于頂部邊緣744或底部邊緣708處。如在此所述，面入口 704和面出口 706都可以沿頂部邊緣744定位。
[0103]如前所述，入口集管以此方式相對(duì)于流動(dòng)方向被限定。由此，對(duì)于管屏730，集管731考慮作為入口集管，而集管732考慮作為出口集管。然而，對(duì)于相鄰的管屏740，集管742考慮作為入口集管，集管741考慮作為出口集管。管屏的集管也被指定為上集管731、741、751、761和下集管732、742、752、762，其中，上集管定位于下集管上方。換句話說，一套集管732、742、752、762定位在下平面708中，而另一套集管731、741、751、761定位在上平面744中。
[0104]再次參照管屏730，管736形成本體737。這些管隔開較近的距離，并且彼此平行。如圖7A和圖7B所示，上集管731具有寬度733，下集管732具有寬度734。體部737的寬度738大于集管寬度733、734。換句話說，體部737的寬度大于下集管732和上集管731。該寬度是在水平方向上測(cè)量的。各管屏的上集管和下集管具有相同的寬度。體部737的寬度與下集管或上集管732、731的寬度的比例至少為1.05:1，該范圍可以是從1.05至1.5。相鄰管屏的上集管橫向地彼此獨(dú)立。相鄰管屏的下集管也是橫向地彼此獨(dú)立。如前所解釋的，此允許管屏相對(duì)于彼此有差別地膨脹，因?yàn)樗麄円圆煌臏囟裙ぷ?。此也允許該面維持與管屏內(nèi)的管之間的間隔相同的、相鄰管屏間的較近管間隔。
[0105]參照?qǐng)D7B，應(yīng)當(dāng)注意的是，在各管屏710中，管712朝遠(yuǎn)離支撐結(jié)構(gòu)的方向延伸比集管714、716更遠(yuǎn)的距離。換句話說，這些管朝向集管的外側(cè)偏置。從另一方面看，集管相對(duì)于這些管是面向內(nèi)側(cè)或內(nèi)部的，或者可以描述為內(nèi)置集管?？商鎿Q地，如果集管相比于由管形成的平面離太陽(yáng)能接收器內(nèi)部更近，這些集管被考慮為面向內(nèi)部或內(nèi)側(cè)。整個(gè)集管朝向由管形成的平面的一側(cè)。
[0106]參照?qǐng)D5和圖7C，處在西北流動(dòng)象限和東南流動(dòng)象限的面的集管所處的位置高于處在東北流動(dòng)象限和西南流動(dòng)象限的面的集管。由此，各面的集管和管彎頭可以交疊。此減少了該接收器的運(yùn)輸尺寸，這考慮到了卡車運(yùn)輸能力并且也允許更容易地進(jìn)入接收器內(nèi)部以維修/更換各管。更一般地，在一個(gè)面中的上集管處在與相鄰面中的上集管不同的高度，并且，在一個(gè)面中的下集管也處在與相鄰面中的下集管不同的高度。事實(shí)上，一個(gè)面的上集管和下集管處于與相鄰的上集管和下集管不同的高度上。由于管屏的高度通常與面的高度是相同的，此意味著，例如，如果在西北流動(dòng)象限中上集管所處的位置高于在東北流動(dòng)象限中上集管的位置，那么在西北流動(dòng)象限中下集管所處的位置也高于在東北流動(dòng)象限中下集管的位置。該高度是相對(duì)于同一水平面的。
[0107]在圖7C中，可以看到用于西北面360和西南面380的下集管420。該集管具有內(nèi)側(cè)424 (離支撐結(jié)構(gòu)較近)和外側(cè)426。管332朝向外側(cè)偏置，存在管彎頭333以允許這些管在集管上的較大區(qū)域上間隔開來。也可以看到位于管屏之間的跨接管414。在西北面360上的集管所處的位置高于西南面380上的集管所處的位置。這些集管也是內(nèi)部集管。
[0108]圖8A是管屏710的側(cè)視圖，圖SB是該管屏的放大立體分解圖。反射性模塊化管屏擋光板770處在與該管屏的吸熱側(cè)(即外側(cè))相對(duì)的、管712的背后。該擋光板被設(shè)計(jì)成保護(hù)隔層780、支撐結(jié)構(gòu)(見圖4中的附圖標(biāo)記340)和太陽(yáng)能接收器的內(nèi)部免收雨淋和熱暴露，雨和熱量會(huì)穿過該管屏的松散正切管之間的間隙。擋光板的模塊化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化了檢查和/或維護(hù)期間的拆卸操作。擋光板770由一組金屬板組成，并且擋光板在管的一側(cè)涂有白漆或其它反射材料以將光能反射回到管中并降低擋光板的工作溫度。該擋光板由管附連結(jié)構(gòu)即支柱支撐系統(tǒng)346支撐。位于擋光板后部(即太陽(yáng)能接收器內(nèi)部較遠(yuǎn)處)的是由絕緣層材料覆蓋的隔層780。
[0109]圖9是與圖3類似的太陽(yáng)能接收器的面的示意性俯視圖(即從上方觀察)。該太陽(yáng)能接收器具有北(N)角902、與該北角相對(duì)的南(S)角904、在北角902和南角904之間的東(E)角906，以及與東角相對(duì)的西(W)角908。在此，可以看到東北象限面910、西北象限面920、東南象限面930和西南象限面940。各個(gè)面的象限入口 912、922、932、942和象限出口914、924、934、944也標(biāo)示出來了。在此示意圖中，四個(gè)側(cè)部以長(zhǎng)方形構(gòu)造(即具有四個(gè)90°角的形狀)設(shè)置。然而，可以考慮的是該太陽(yáng)能吸收器可以構(gòu)造成其它形狀(即正方形、圓形、多邊形)，并且仍可以分成四個(gè)不同的象限。東南象限面出口 934和西南象限面出口 944都處在南角904中。在東角906中能看到東南象限面入口 932，而在西角908中能看到西南象限面入口 942。用于東南和西南象限面的入口和出口按要求處在上平面或下平面。
[0110]圖10是本發(fā)明的太陽(yáng)能接收器的第二示例性實(shí)施例的立體圖。該實(shí)施例與圖3的實(shí)施例不同，因?yàn)樵搶?shí)施例包括出口容器392。該出口容器位于入口容器(本圖中看不到)的上方和面320的上方。如果包括出口容器，熔鹽退出兩個(gè)獨(dú)立的流道，然后流入該出口容器而不是直接進(jìn)入降流管322。出口容器的目的是確保所有的太陽(yáng)能接收器管都充滿鹽(避免虹吸作用)，并確保降流管322充滿鹽。通過重力，熱熔鹽從出口容器392沿塔的降流管322向下流，到達(dá)熱鹽存儲(chǔ)罐(未示出)。如果降流管堵塞，該出口容器也可以存儲(chǔ)來自入口容器的鹽，允許定日鏡的時(shí)間偏離(即離開太陽(yáng)能接收器)。出口容器也可以用以建立鹽的基準(zhǔn)面以指示該接收器已經(jīng)充滿。在出口容器中的液面可以由降流管中的節(jié)流閥自動(dòng)控制。在圖10中也可以看到的是入口容器390、升流管324、下熱罩396、管屏330、上熱罩394、上部通入平臺(tái)306、支撐結(jié)構(gòu)340的一部分以及吊架344。
[0111]圖6示出了以虛線表示的選擇性出口容器392。熔鹽從西南面380經(jīng)由出口容器405到達(dá)出口容器392，隨后到達(dá)降流管322，而不是直接進(jìn)入降流管322。
[0112]管屏的數(shù)量和管的尺寸都被設(shè)計(jì)成對(duì)于給定的太陽(yáng)能接收器熱額定值和相應(yīng)鹽流量提供充分的冷卻。然而，本發(fā)明的太陽(yáng)能接收器是靈性的，并且只要管的金屬溫度和應(yīng)力是可接受的，那么根據(jù)太陽(yáng)能接收器所要求的熱額定值和相應(yīng)的鹽流量，管屏的不同數(shù)量和/或其它的管尺寸是可能的。雖然圖3和圖10示出了正方形的太陽(yáng)能接收器(以俯視圖的形式)，但是也可以是其它的平面幾何形狀:如圓形、長(zhǎng)方形、六邊形、八邊形、η邊形等。應(yīng)當(dāng)相信的是，正方形接收器提供了最大化加熱表面面積的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)體積也較小，此減少了運(yùn)輸成本。應(yīng)當(dāng)注意的是，正方形接收器是長(zhǎng)方形形狀的一種特殊情況。
[0113]由于太陽(yáng)能接收器是工廠組裝并且水平放置進(jìn)行運(yùn)輸(見圖14)，然后安裝到豎直位置的，因此，重要的是在兩種條件期間以及在兩種條件之間要對(duì)正切管屏提供充足的支撐。更具體地，需要提供非特定水平面的支撐，以解決由于在地震頻發(fā)帶運(yùn)輸該接收器和定位該接收器的問題，適應(yīng)所有預(yù)期的熱膨脹，實(shí)施合適的管間隔以確保“不透光”構(gòu)造，支持可制造性，并且當(dāng)需要時(shí)支持現(xiàn)場(chǎng)更換。正切管支撐系統(tǒng)必須為管屏提供足夠的支撐。在圖11、圖12和圖13中示出了該支柱系統(tǒng)的一些視圖。圖11是剖視圖，圖12是俯視圖，圖13是立體圖。
[0114]如在此所示，部分環(huán)焊的管凸耳(接頭)1102用在管屏1100的各管上，并且其中，各凸耳1102定位在具有不同高度的相鄰管上，各管之間具有余量，以適應(yīng)生產(chǎn)的考慮和期望的管與管之間的溫度差別。如圖13所示，管凸耳1102都設(shè)置有兩個(gè)孔，此兩孔接收銷1104以為包括上收集梁和下收集梁1114以及互聯(lián)板1118的收集器梁組件1110提供雙銷連接，上收集梁和下收集梁1114都設(shè)置有用以接收銷1104的對(duì)應(yīng)孔1116。因此，該實(shí)施例通過實(shí)現(xiàn)(n+1)個(gè)中間定位銷1104而支持由η個(gè)管構(gòu)成的管屏，其中，η是一個(gè)整數(shù)，表示管屏中管的數(shù)量。由此，雖然可以有許多方式有利于單個(gè)銷支撐的定位(每個(gè)凸耳)設(shè)計(jì)，但是，該效果仍可以通過在每個(gè)管上實(shí)施單個(gè)的凸耳并相近地在每個(gè)管上實(shí)施單個(gè)的銷而類似地實(shí)現(xiàn)(當(dāng)考慮生產(chǎn)所要求的全部數(shù)量時(shí))。在管凸耳1102和收集梁組件1110之間的空隙又可適應(yīng)生產(chǎn)的考慮和期望的管與管之間的溫度差別。
[0115]各個(gè)被支撐的管屏上的兩個(gè)互聯(lián)板1118通過銷1122、1124以及旋轉(zhuǎn)聯(lián)接棒1120連接到聯(lián)接棒支撐凸耳1125，該聯(lián)接棒支撐凸耳附連到彎曲支撐元件1130，經(jīng)由結(jié)構(gòu)鋼1132又附連到包括豎直支撐結(jié)構(gòu)件340的豎直柱。通過前述系統(tǒng)，在垂直于由管屏限定的平面的方向上施加在各管上的力可以被結(jié)構(gòu)鋼有效地支承。另外，旋轉(zhuǎn)聯(lián)接棒1120有目的地允許旋轉(zhuǎn)并因此作為整體適應(yīng)被支撐管屏的平均熱膨脹；本實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)聯(lián)接棒1120通常為該熱膨脹預(yù)設(shè)1/2的量。每個(gè)被支撐管屏的兩個(gè)收集梁組件支撐凸耳1140都定位在合適的位置使得收集梁組件1110在該管屏的平均熱膨脹時(shí)延伸，但同時(shí)仍可為組件、擋光板、隔層和絕緣層的豎直靜負(fù)荷提供載荷路徑，以被該結(jié)構(gòu)鋼有效地支撐。
[0116]如圖11可看到的，減震導(dǎo)引部1142固定在收集梁組件1110的中部(按集管的軸向)，并且懸臂減震器1144附連到彎曲支撐元件1130，該彎曲支撐元件1130又通過結(jié)構(gòu)鋼1132附連到豎直支撐結(jié)構(gòu)件340的柱。通過上述系統(tǒng)，沿集管軸向作用在各管上的力可以由結(jié)構(gòu)鋼高效地支撐，同時(shí)允許合適的管屏熱膨脹。另外，該減震系統(tǒng)提供了沿集管軸向用于熱膨脹的中部定位錨點(diǎn)。雖然支柱系統(tǒng)的主要作用是在所有期望載荷條件下充分支撐正切管屏，同時(shí)也允許適量的熱膨脹，通過使用該方法還可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)其它優(yōu)勢(shì)。首先，收集梁組件提供了方便的架體，在該架體上定位擋光板、隔層和隔熱層。其次，該收集梁組件降低了成本并且方便了工廠生產(chǎn)。生產(chǎn)和組裝管凸耳1102、銷1104、收集梁1114以及互連板1118需要輔助生產(chǎn)過程的方便的固定件。該固定件在合適高度臨時(shí)地固定到管屏組件并且個(gè)體管凸耳1102在合適位置被點(diǎn)焊。當(dāng)移除該固定件時(shí)，管凸耳1102焊接過程完成了，同時(shí)為收集梁組件提供了配裝的管屏。
[0117]銷1122和聯(lián)接棒1120系統(tǒng)支持現(xiàn)場(chǎng)更換。通過移除相關(guān)集管/管線連接部、卸下兩個(gè)集管豎直支撐桿以及卸下距處于各正切管支撐高度的支撐結(jié)構(gòu)較近的兩個(gè)銷1122，這些管屏可以與豎直支撐結(jié)構(gòu)件完全分離(當(dāng)考慮單個(gè)管屏?xí)r)。由于它們預(yù)先處于擋光板、隔層和絕緣層的外部，所以本發(fā)明提供了移除管屏以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)更換的便捷方法。
[0118]在上述設(shè)計(jì)中未涉及的剩余的本發(fā)明元件是定位在各偏移高度上的部分環(huán)焊管凸耳1102設(shè)計(jì)，各凸耳提供兩個(gè)銷1104支撐位置，允許(n+1)個(gè)中間定位銷來支撐由η個(gè)正切管組成的管屏。
[0119]參照?qǐng)D13，如果需要，收集梁組件1110可以包括不同的結(jié)構(gòu)形狀。例如，可以不使用形成各收集梁1114的、可以在重力作用下折曲或彎曲的一對(duì)長(zhǎng)的長(zhǎng)方形棒，而是，收集梁1114可以包括更硬的90度的角部。然后，在各角的一個(gè)腿部上設(shè)置的孔1116更可能與凸耳1102中的孔對(duì)齊，方便銷1104的安裝。這些角的其它腿部會(huì)朝向豎直支撐件340定向。可替換地，可以使用這樣的單個(gè)結(jié)構(gòu)T形:其中T形的豎部(stem)定位在各偏離管凸耳1102之間，用以接收銷1104的孔1116設(shè)置在其中，該T形的橫部(bar)朝向豎直支撐件340定位。
[0120]懸臂中空結(jié)構(gòu)形(HSS)減震器1144和懸臂中空結(jié)構(gòu)形彎曲支撐元件1130可以以類似方式使用W形或其它支撐形狀來實(shí)現(xiàn)。此允許到結(jié)構(gòu)鋼的更多典型附連件，并且應(yīng)更容易地允許正切管支撐系統(tǒng)的彎曲支撐元件1130用于結(jié)構(gòu)鋼的其它目的。各部件可以由碳鋼或其它諸如不銹鋼或其它合金鋼等材料制成。
[0121]現(xiàn)在參照?qǐng)D14，太陽(yáng)能接收器可以使用運(yùn)輸固定件1400進(jìn)行運(yùn)輸。除了用作運(yùn)送工具外，該運(yùn)輸固定件也可以用于工廠組裝該太陽(yáng)能接收器，并且其確保當(dāng)在現(xiàn)場(chǎng)豎起該接收器時(shí)進(jìn)行合適的升舉，避免接收器受損。該運(yùn)輸固定件由形成基本結(jié)構(gòu)件的一系列梁1410和軌道1420構(gòu)成，太陽(yáng)能接收器在軌道上運(yùn)輸。托架1430存在于該運(yùn)輸固定件的一個(gè)端部，以支撐該太陽(yáng)能接收器(附圖標(biāo)記為1440)的底端。
[0122]參照?qǐng)D4，吊架344處于該太陽(yáng)能接收器的頂部或峰部，以方便管或管屏的更換。通入平臺(tái)306存在于該面/管屏的底部，另一通入平臺(tái)存在于該面/管屏的上方。各平臺(tái)也可以定位在各支柱的高度上。
[0123]圖16是該支撐結(jié)構(gòu)340頂部的放大視圖。兩個(gè)維護(hù)梁600、602附連到定位在該太陽(yáng)能接收器上方的支撐結(jié)構(gòu)340的結(jié)構(gòu)鋼。為供參考，上熱罩394是可見的。鉸鏈將維護(hù)梁連接到支撐結(jié)構(gòu)。這些維護(hù)梁用以支撐從同一水平面的攀登者，以到達(dá)該面/管屏的外部進(jìn)行檢查或修理。
[0124]圖17A至圖17D是描述了在各個(gè)位置處的維護(hù)梁的使用的視圖。圖17A僅示出了維護(hù)梁和這些維護(hù)梁可以樞轉(zhuǎn)的弧度的立體圖。其中示出了兩個(gè)維護(hù)梁600、602，一個(gè)梁是另一個(gè)梁的鏡像。本圖所示的各維護(hù)梁由長(zhǎng)形底臂610和成角度的頂臂620形成。各臂的一端定位在兩個(gè)板630之間。這些板具有設(shè)置以形成正方形三個(gè)角的三個(gè)孔?？?32中的一個(gè)接收鉸鏈銷640，并且作為樞轉(zhuǎn)部起作用，該維護(hù)梁可以繞該樞轉(zhuǎn)部樞轉(zhuǎn)。該孔632沿該板的中線設(shè)置。另外兩個(gè)孔634、636用以接收鎖定銷650以將該維護(hù)梁鎖定在三個(gè)位置中的一個(gè)，這兩個(gè)孔也可以考慮作為鎖定孔。板鎖定孔634處于該板的中部區(qū)域。板鉸接孔632沿該板的中線和邊緣設(shè)置。板鎖定孔636處在該板的沿與板鉸接孔632同一邊緣的角部。各維護(hù)梁可以繞至少180°的弧度樞轉(zhuǎn)。該底部臂610在一條線上包含三個(gè)孔，鉸接銷處于該底部臂的中心孔中。在該圖中，維護(hù)梁處于與該支撐結(jié)構(gòu)件相抵的收起位置。[0125]圖17B是示出了處于收起位置的維護(hù)梁600的板630和底部臂610的俯視圖。該板630從支撐結(jié)構(gòu)件340延伸。本圖中可以看到在底部臂610中的三個(gè)孔。也參照?qǐng)D17A，鎖定銷通過板鎖定孔636和底部臂孔614插入。鉸鏈銷通過鎖定孔632和底部臂孔612插入。底部臂孔616和板鎖定孔634是空的。底部臂孔616接近底部臂610的端部。
[0126]圖17C是示出了處于第二服務(wù)位置上的維護(hù)梁600的俯視圖。該維護(hù)梁朝向遠(yuǎn)離該支撐結(jié)構(gòu)件的方向延伸超出處于一個(gè)流動(dòng)象限中的管屏。也參照?qǐng)D17A，鎖銷650通過板鎖定孔636和底部臂孔616插入。底部臂孔614和板鎖定孔634是空的。
[0127]圖17D是示出了處于第一服務(wù)位置上的維護(hù)梁600的俯視圖。該維護(hù)梁朝向遠(yuǎn)離該支撐結(jié)構(gòu)件的方向延伸超出處在不同于圖17C中流動(dòng)象限的一個(gè)流動(dòng)象限中的管屏。也參照?qǐng)D17A，鎖銷650通過板鎖定孔634和底部臂孔616插入。底部臂孔614和板鎖定孔636是空的。
[0128]應(yīng)當(dāng)注意的是，雖然圖17B至圖17D僅示出了用于底部臂610的鎖銷的位置，如圖17A看到的，應(yīng)考慮的是，鎖銷650和鉸鏈銷640也用于頂部臂620。
[0129]該太陽(yáng)能接收器將可包括用以測(cè)量管熱面和流體溫度、在管屏上的熱通量和接收器各部件的可能的張力、偏向和熱膨脹，以及其它要求測(cè)量的儀表。該儀表未被具體地畫出和顯示。
[0130]因此，將會(huì)理解的是，本發(fā)明提供具有以下屬性的熱的、成本效益好的太陽(yáng)能接收器設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)是低成本的，并且能夠在大批量生產(chǎn)環(huán)境中進(jìn)行工廠組裝。其尺寸允許在正常卡車運(yùn)輸限制范圍內(nèi)(卡車寬度小于13英尺，整體高度小于12英尺6英寸，整體長(zhǎng)度小于35英尺)進(jìn)行卡車運(yùn)輸。相對(duì)較低的重量降低了運(yùn)輸成本和安裝成本。該太陽(yáng)能接收器設(shè)計(jì)成具有高可靠性和長(zhǎng)使用期的，同時(shí)在高循環(huán)的運(yùn)行條件下運(yùn)行，該太陽(yáng)能接收器還能夠承受每天的啟動(dòng)、關(guān)閉和暫時(shí)云遮蔽的影響，而不會(huì)受到低循環(huán)疲勞的損壞。
[0131]已參照示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。明顯的是，其它人可以在閱讀和理解前述【具體實(shí)施方式】的基礎(chǔ)上做一些修改和變型。其意為當(dāng)它們落在所附權(quán)利要求及其等同物范圍內(nèi)時(shí)本發(fā)明解釋成包括這些修改和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種模塊化熔鹽太陽(yáng)能接收器，包括: 多個(gè)傳熱面，各個(gè)所述面包括入口、出口和一個(gè)或多個(gè)管屏，各所述管屏包括至少一個(gè)管、入口集管和出口集管； 所述多個(gè)面設(shè)置在支撐結(jié)構(gòu)件的外部以形成東北流動(dòng)象限、西北流動(dòng)象限、東南流動(dòng)象限和西南流動(dòng)象限，所述管屏定向成將所述集管定位在上平面和下平面中，其中在各所述平面中的所述集管橫向彼此獨(dú)立，并且其中，所述面流體連接以形成兩個(gè)獨(dú)立的流道，一個(gè)流道包括所述東北流動(dòng)象限和所述西南流動(dòng)象限，另一流道包括所述西北流動(dòng)象限和所述東南流動(dòng)象限。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能接收器，其特征在于，所述太陽(yáng)能接收器是工廠組裝的并且能夠用卡車運(yùn)輸。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能接收器，其特征在于，位于所述太陽(yáng)能接收器上的各所述管屏的所述集管面向內(nèi)部。
4.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能接收器，其特征在于，一個(gè)所述面的所述上集管和所述下集管所處位置高于相鄰面的所述上集管和所述下集管所處位置。
5.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能接收器，其特征在于，所述面以長(zhǎng)方形、正方形、多邊形或圓形的構(gòu)造設(shè)置。
6.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能接收器，其特征在于，進(jìn)一步包括出口容器，所述出口容器流體上連接到所述管屏的下游。
7.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能接收器，其特征在于，進(jìn)一步包括入口容器，所述入口容器流體連接到所述管屏的上游。
8.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能接收器，其特征在于，各管屏由所述套接支柱支撐系統(tǒng)沿管屏的高度而被頂部支撐并且連接到所述支撐結(jié)構(gòu)件。
9.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能接收器，其特征在于，進(jìn)一步包括封圍位于所述上平面中的所述管屏的集管的上熱罩；封圍位于所述下平面中的所述管屏的集管的下熱罩；由所述上熱罩封圍的上加熱箱；以及由所述下熱罩封圍的下加熱箱。
10.一種模塊化熔鹽太陽(yáng)能接收器，包括: 多個(gè)傳熱面，各所述面包括入口、出口和一個(gè)或多個(gè)管屏，其中，各所述管屏包括多個(gè)管、上集管和下集管，所述管形成比所述上集管和所述下集管寬的本體； 所述多個(gè)面設(shè)置在支撐結(jié)構(gòu)件的外部以形成東北流動(dòng)象限、西北流動(dòng)象限、東南流動(dòng)象限和西南流動(dòng)象限，其中，各所述面被流體上連接以形成兩個(gè)獨(dú)立的流道，一個(gè)流道包括所述東北流動(dòng)象限和所述西南流動(dòng)象限，而另一流道包括所述西北流動(dòng)象限和所述東南流動(dòng)象限。
11.如權(quán)利要求10所述的太陽(yáng)能接收器，其特征在于，所述本體的寬度與所述上集管或所述下集管的寬度之間的比值是至少1.05:1。
12.如權(quán)利要求10所述的太陽(yáng)能接收器，其特征在于，在所述太陽(yáng)能接收器上的各管屏的所述集管面向內(nèi)部。
13.如權(quán)利要求10所述的太陽(yáng)能接收器，其特征在于，一個(gè)所述面的所述上集管和所述下集管所處位置高于相鄰面的所述上集管和所述下集管所處位置。
14.如權(quán)利要求10所述的太陽(yáng)能接收器，其特征在于，進(jìn)一步包括:入口容器；以及 將所述入口容器流體連接到兩個(gè)相鄰流動(dòng)象限面入口的入口管線。
15.如權(quán)利要求14所述的太陽(yáng)能接收器，其特征在于，進(jìn)一步包括:位于所述管屏的上集管上方的出口容器和將所述出口容器流體連接到兩個(gè)相鄰流動(dòng)象限面出口的出口管線。
16.如權(quán)利要求14所述的太陽(yáng)能接收器，其特征在于，進(jìn)一步包括:降流管，和將兩個(gè)相鄰流動(dòng)象限面出口流體上連接到所述降流管的出口管線。
17.如權(quán)利要求14所述的太陽(yáng)能接收器，其特征在于，進(jìn)一步包括:升流管和旁通管線，所述升流管通到所述入口容器，而所述旁通管線將所述升流管連接到降流管。
18.一種用于太陽(yáng)能接收器的傳熱面，包括: 一個(gè)或多個(gè)管屏，各所述管屏包括至少一個(gè)管、上集管和下集管，所述管屏互連以形成蛇形流道； 面入口 ；和 面出口 ； 其中，各所述上集管事實(shí)上橫向彼此獨(dú)立，并且各所述下集管事實(shí)上橫向彼此獨(dú)立。
19.如權(quán)利要求23所述的面，其特征在于，各所述管屏包括多個(gè)管，各所述管形成比所述管屏的所述上集管和所述下集管寬的本體。
20.如權(quán)利要求23所述的面，其特征在于，各所述管屏的所述上集管和所述下集管是面向內(nèi)部的。
21.一種用于太陽(yáng)能接收器的傳熱面，包括: 一個(gè)或多個(gè)管屏，其中，各所述管屏包括多個(gè)管、上集管和下集管，各所述管形成比所述上集管和所述下集管寬的體部，所述管屏互連以形成蛇形流道； 面入口 ；和 面出口。
22.一種熔鹽太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，包括: 豎直支撐結(jié)構(gòu)件； 定位在所述豎直支撐結(jié)構(gòu)件上的中部太陽(yáng)能接收器；所述中部太陽(yáng)能接收器包括:多個(gè)流動(dòng)象限，各所述流動(dòng)象限包括一個(gè)或多個(gè)管屏，各所述管屏包括多個(gè)管、上集管和下集管，各所述管形成比所述上集管和所述下集管寬的本體； 所述多個(gè)流動(dòng)象限設(shè)置在支撐結(jié)構(gòu)件的外部以形成東北流動(dòng)象限、西北流動(dòng)象限、東南流動(dòng)象限和西南流動(dòng)象限，其中，所述管屏流體上連接以形成兩個(gè)獨(dú)立的流道，一個(gè)流道包括所述東北流動(dòng)象限和所述西南流動(dòng)象限，另一流道包括所述西北流動(dòng)象限和所述東南流動(dòng)象限； 繞該豎直支撐結(jié)構(gòu)件設(shè)置的多個(gè)定日鏡； 構(gòu)造成將熔鹽供應(yīng)到所述中部太陽(yáng)能接收器的冷存儲(chǔ)罐；以及 構(gòu)造成接收來自所述中部太陽(yáng)能接收器的熔鹽的熱存儲(chǔ)罐。
23.如權(quán)利要求22所述的熔鹽太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括接收來自所述熱存儲(chǔ)罐的熔鹽的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)。
24.如權(quán)利要求22所述的熔鹽太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)包括多個(gè)豎直支撐結(jié)構(gòu)件，在各所述豎直支撐結(jié)構(gòu)件上定位有中部太陽(yáng)能接收器。
25.如權(quán)利要求22所述的熔鹽太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，在所述太陽(yáng)能接收器上的各所述管屏的所述集管是面向內(nèi)部的。
26.如權(quán)利要求22所述的熔鹽太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，在一個(gè)流動(dòng)象限中的管屏的所述上集管和所述下集管所處位置高于在相鄰流動(dòng)象限中的管屏的所述上集管和所述下集管所處位置。
27.一種管屏，包括多個(gè)管、上集管和下集管，所述管形成比所述上集管和所述下集管寬的體部。
28.如權(quán)利要求27所述的管屏，其特征在于，所述本體的寬度與所述下集管或所述上集管的寬度之間的比值是至少1.05:1。
29.如權(quán)利要求27所述的管屏，其特征在于，所述上集管和所述下集管朝向由所述多個(gè)管形成的平面的一側(cè)偏置。
【文檔編號(hào)】F24J2/46GK103842740SQ201280048205
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年7月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月29日
【發(fā)明者】D·T·瓦西盧克, D·L·克拉夫特, J·M·馬歇爾, S·P·揚(yáng)納克其恩 申請(qǐng)人:巴布科克和威爾科克斯能量產(chǎn)生集團(tuán)公司