自排式太阳能收集器系统的制作方法

本申请要求2017年1月12日提交的美国临时专利申请号62/445,638的优先权权益，该临时专利申请的全部内容通过引用合并至本文。

技术领域

本申请涉及太阳能收集器系统领域，具体地，涉及自排式太阳能收集器系统。

背景技术：

太阳能热力发电设备，也称为聚光太阳能发电设备，将日光聚集起来对流体进行加热，并使用受热流体的热能驱动发电涡轮机或发动机。随着流体的热能被转换为电力，流体温度降低，并且使用聚集的光对流体进行再加热。太阳能热力发电设备存在四种普通的加热类型，即，抛物面型槽、紧凑式线性菲涅尔反射器、发电塔和碟式发动机(也称为碟式斯特林)。根据用于聚集日光的装置和方法，这些加热类型不同。下文的讨论涉及采用抛物面型槽(也称为抛物面型反射器)的太阳能热力发电设备。太阳能热力发电设备情况中的抛物面型反射器因具有凹形的抛物面型反射表面和位于该抛物面型表面的焦点处并沿抛物面型反射器的纵向方向延伸的管道而起作用。下文将该管道称为接收器或加热管道。加热管道内的流体被称为工作流体或热传递流体(HTF)。该流体为例如油、水(或蒸汽)或熔盐。流体的性质影响太阳能热力发电设备的操作温度。

目前安装的高温抛物面型反射器(槽)回路依靠持续流动来抑制(工作)流体的冻结。它们很少被排放出去，但当它们被排放时，它们要求对回路中的低点进行手动清扫，低点通常位于太阳能收集器组件之间且位于跨接管道(crossover piping，转向管道)处。这种排放方法仅允许发生极少次，而且不适合对太阳能收集器组件及相关联的管道和/或软管进行频繁的 排放。

在400℃之下运行的油基抛物面型反射器(槽)系统使用真空车对流体回路进行排空。留在回路中低点处的流体被忽略，因为油在环境条件下可能是液态的。熔盐系统要求在每次对回路进行排放时都将回路中低点处的盐手动排入密封容器中。

常规排放技术速度慢，要求人员参与并且对涉及到的人员造成显著的风险。因此，常规排放技术不适合于频繁回路排放程序。

技术实现要素：

申请人已开发出了自排式太阳能收集器系统，自排式太阳能收集器系统可以通过重力向歧管排放，无需在中间点处(诸如在太阳能收集器组件之间)使用收集容器。在特别的实施方案中，自排式太阳能收集器系统包括多个独特的管连接件，这些管连接件构造成当系统的一个或多个太阳能收集器组件定向在相应排放位置中时则通过重力向歧管排放。该特色系统的某些实施方案可以自动地并且通过重力从控制室排放，或者通过手动打开阀门来排放。因此，最小化或消除了排放期间人员暴露于高温流体。

在一方面，自排式太阳能收集器系统包括一个或多个太阳能收集器组件、歧管连接组件和跨接连接组件。在本方面的一种实施方案中，每个太阳能收集器组件包括收集器支撑子系统、一个或多个加热管道以及一个或多个抛物面型反射器。在本方面的一种实施方案中，每个太阳能收集器组件的一个或多个抛物面型反射器和一个或多个加热管道配置成相对于该太阳能收集器组件的收集器支撑子系统转动。在本方面的一种实施方案中，歧管连接组件将一个或多个太阳能收集器组件中每个的一个或多个加热管道连接至歧管，当一个或多个太阳能收集器组件定向在相应排放位置中时，该歧管设置在比一个或多个太阳能收集器组件的一个或多个加热管道低的高度处。在本方面的一种实施方案中，歧管连接组件构造成具有朝向歧管的向下斜坡部，以便当一个或多个太阳能收集器组件定向在其相应排放位置中时，允许一个或多个太阳能收集器组件的一个或多个加热管道内的流体通过重力排入到歧管中。在本方面的一种实施方案中，跨接连接组件将 一个或多个太阳能收集器组件中每个的一个或多个加热管道连接至跨接管道，当一个或多个太阳能收集器组件定向在其相应排放位置中时，该跨接管道设置在比一个或多个太阳能收集器组件的一个或多个加热管道高的高度处。在本方面的一种实施方案中，跨接连接组件构造成具有朝向一个或多个太阳能收集器组件的一个或多个加热管道的向下斜坡部，以便当一个或多个太阳能收集器组件定向在其相应排放位置中时，允许跨接管道内的流体通过重力排入到所述一个或多个太阳能收集器组件的一个或多个加热管道中。

在一种实施方案中，例如，跨接连接组件具有与歧管连接组件不同的结构构造。

在一种实施方案中，例如，跨接连接组件包括(a)跨接端部管道以及(b)连接在该跨接端部管道与跨接管道之间的柔性跨接软管。在一种实施方案中，例如，跨接连接组件还包括连接在跨接端部管道与一个或多个太阳能收集器组件的一个或多个加热管道之间的跨接柔性扩张软管。

在一种实施方案中，例如，歧管连接组件包括连接在歧管与一个或多个太阳能收集器组件的一个或多个加热管道之间的柔性歧管软管。

在一种实施方案中，例如，歧管连接组件包括(a)连接至歧管的转动接头以及(b)连接在转动接头与一个或多个太阳能收集器组件的一个或多个加热管道之间的柔性歧管软管。

在一种实施方案中，例如，跨接连接组件包括(a)连接至跨接管道的一个或多个跨接球形接头连接器以及(b)连接在一个或多个跨接球形接头连接器与一个或多个太阳能收集器组件的一个或多个加热管道之间的球形接头跨接端部管道。

在一种实施方案中，例如，歧管连接组件包括(a)连接至歧管的一个或多个歧管球形接头连接器以及(b)连接在一个或多个歧管球形接头连接器与多个太阳能收集器组件的一个或多个加热管道之间的歧管端部管道。

在一种实施方案中，例如，一个或多个太阳能收集器组件包括多个太阳能收集器组件，自排式太阳能收集器系统还包括将多个太阳能收集器组 件中相邻太阳能收集器组件的一个或多个加热管道相连接的一个或多个共用连接组件，使得多个太阳能收集器组件的一个或多个加热管道串联连接。在一种实施方案中，例如，每个共用连接组件构造成当多个太阳能收集器组件定向在相应排放位置中时，允许多个太阳能收集器组件的一个或多个加热管道内的流体排入到歧管中。

在一种实施方案中，例如，一个或多个共用连接组件中的每个均能够在正常操作模式和排放操作模式之间转换。在一种实施方案中，例如，一个或多个共用连接组件中的每个均包括(a)共用管道以及(b)第一柔性共用软管和第二柔性共用软管，各自具有近端和远端。第一柔性共用软管和第二柔性共用软管中每个的近端均连接至共用管道的相应端部，并且第一柔性共用软管和第二柔性共用软管中每个的远端均连接至多个太阳能收集器组件的相应加热管道。在一种实施方案中，例如，一个或多个共用连接组件中的每个还包括夹紧子系统，该夹紧子系统构造成：(a)在共用连接组件的正常操作模式中，将共用连接组件的共用管道紧固至管道支撑件，该管道支撑件相对于多个太阳能收集器组件的一个或多个加热管道具有固定位置，以及(b)在共用连接组件的排放操作模式中，将共用连接组件的第一共用柔性软管和第二共用柔性软管中的每个均紧固至相应转动支撑件。在一种实施方案中，例如，一个或多个共用连接组件中的每个还包括模式转换子系统，该模式转换子系统构造成使共用连接组件的操作模式在其正常操作模式和其排放操作模式之间转换。

在一种实施方案中，例如，一个或多个共用连接组件包括一个或多个共用球形接头连接器以及各自具有近端和远端的第一球形接头共用管道和第二球形接头共用管道。第一球形接头共用管道和第二球形接头共用管道中每个的近端均连接至一个或多个共用球形接头连接器，并且第一球形接头共用管道和第二球形接头共用管道中每个的远端均连接至多个太阳能收集器组件的相应加热管道。在一种实施方案中，例如，一个或多个共用球形接头连接器与多个太阳能收集器组件中每个的抛物面型反射器的转动轴线共线。

在一种实施方案中，例如，一个或多个太阳能收集器组件还包括追踪 子系统，该追踪子系统构造成使太阳能收集器组件的一个或多个抛物面型反射器和一个或多个加热管道相对于该太阳能收集器组件的收集器支撑子系统转动，以追踪入射光源并将来自该入射光源的光反射至一个或多个太阳能收集器组件的一个或多个加热管道上。

在另一方面，自排式太阳能收集器系统包括多个太阳能收集器组件以及一个或多个共用连接组件。在本方面的一种实施方案中，每个太阳能收集器组件包括收集器支撑子系统、一个或多个加热管道以及一个或多个抛物面型反射器。在本方面的一种实施方案中，每个太阳能收集器组件的一个或多个抛物面型反射器和一个或多个加热管道配置成相对于该太阳能收集器组件的收集器支撑子系统转动。在本方面的一种实施方案中，一个或多个共用连接组件将多个太阳能收集器组件中相邻太阳能收集器组件的一个或多个加热管道相连接，使得多个太阳能收集器组件的一个或多个加热管道串联连接。在本方面的一种实施方案中，每个共用连接组件均能够在正常操作模式和排放操作模式之间转换。在本方面的一种实施方案中，每个共用连接组件构造成当多个太阳能收集器组件定向在相应排放位置中并且每个共用连接组件均在其排放操作模式下操作时，允许多个太阳能收集器组件的一个或多个加热管道内的流体排入到歧管中。

在一种实施方案中，例如，一个或多个共用连接组件中的每个均可以包括共用管道以及各自具有近端和远端的第一柔性共用软管和第二柔性共用软管。在一种实施方案中，例如，第一柔性共用软管和第二柔性共用软管中每个的近端均连接至共用管道的相应端部，并且第一柔性共用软管和第二柔性共用软管中每个的远端均连接至多个太阳能收集器组件的相应加热管道。

在一种实施方案中，例如，多个共用连接组件中的每个还可以包括夹紧子系统，该夹紧子系统构造成：(a)在共用连接组件的正常操作模式中，将共用管道紧固至管道支撑件，该管道支撑件相对于多个收集器组件的一个或多个加热管道具有固定位置，以及(b)在共用连接组件的排放操作模式中，将第一共用柔性软管和第二共用柔性软管中的每个紧固至相应转动支撑件。

在一种实施方案中，例如，一个或多个共用连接组件中的每个还可以包括模式转换子系统，该模式转换子系统构造成使共用连接组件的操作模式在其正常操作模式与其排放操作模式之间转换。

在另一方面，用于操作自排式太阳能收集器系统的方法包括下述步骤：(a1)使一个或多个太阳能收集器组件中每个的一个或多个抛物面型反射器和相应加热管道转动以追踪入射光源，(b1)使一个或多个太阳能收集器组件中每个的一个或多个抛物面型反射器和相应加热管道转动至相应排放位置，使得歧管处于比一个或多个太阳能收集器组件的一个或多个加热管道低的高度处以及使得跨接管道处于比一个或多个太阳能收集器组件的一个或多个加热管道高的高度处，以及(c1)打开跨接管道中的泄放阀。在一种实施方案中，例如，可以每天执行至少一次该方法，作为用于维护自排式太阳能收集器系统的方法。在一种实施方案中，例如，步骤(a1)可以包括在的情况下，使一个或多个太阳能收集器组件中每个的一个或多个抛物面型反射器和相应加热管道相对于一个或多个太阳能收集器组件中其他太阳能收集器组件的一个或多个抛物面型反射器和相应加热管道独立地转动。在一种实施方案中，例如，方法还包括，在步骤(a1)之后但在步骤(b1)之前，将连接在一个或多个太阳收集器组件中第一个太阳收集器组件的一个或多个加热管道与一个或多个太阳收集器组件中第二个太阳收集器组件的一个或多个加热管道之间的共用连接组件的操作模式从正常操作模式转换至排放操作模式。在一种实施方案中，例如，转换共用连接组件的操作模式的步骤包括：(a2)将共用连接组件的共用管道从管道支撑件释放，该管道支撑件相对于一个或多个太阳能收集器组件的一个或多个加热管道具有固定位置，以及(b2)将共用连接组件的第一共用柔性软管和第二共用柔性软管中的每个紧固至多个太阳能收集器组件的相应转动支撑件。

在又一方面，自排式太阳能收集器系统包括(a)一个或多个太阳能收集器组件，(b)歧管连接组件以及(c)跨接连接组件。在本方面的一种实施方案中，每个太阳能收集器组件均包括收集器支撑子系统、一个或多个加热管道以及一个或多个抛物面型反射器。在本方面的一种实施方案中， 每个太阳能收集器组件的一个或多个抛物面型反射器和一个或多个加热管道配置成相对于太阳能收集器组件的收集器支撑子系统转动。在本方面的一种实施方案中，歧管连接组件将多个太阳能收集器组件中每个的一个或多个加热管道连接至歧管，该歧管设置在比一个或多个太阳能收集器组件的一个或多个抛物面型反射器的转动轴线低的高度处。在本方面的一种实施方案中，跨接连接组件将一个或多个太阳能收集器组件中每个的一个或多个加热管道连接至跨接管道，该跨接管道设置在比一个或多个太阳能收集器组件的一个或多个抛物面型反射器的转动轴线高的高度处。在本方面的一种实施方案中，跨接连接组件具有与歧管连接组件不同的结构构造。

在一种实施方案中，例如，跨接连接组件包括(a)跨接端部管道以及(b)连接在该跨接端部管道与跨接管道之间的柔性跨接软管。在一种实施方案中，例如，跨接连接组件还包括连接在跨接端部管道与一个或多个太阳能收集器组件之间的跨接柔性扩张软管。

在一种实施方案中，例如，歧管连接组件包括连接在歧管与一个或多个太阳能收集器组件之间的柔性歧管软管。

在一种实施方案中，例如，歧管连接组件包括(a)连接至歧管的转动接头以及(b)连接在该转动接头与一个或多个太阳能收集器组件的一个或多个加热管道之间的柔性跨接软管。

在一种实施方案中，例如，跨接连接组件包括(a)连接至跨接管道的一个或多个跨接球形接头连接器以及(b)连接在一个或多个跨接球形接头连接器与一个或多个太阳能收集器组件之间的球形接头跨接端部管道。

在一种实施方案中，例如，歧管连接组件包括(a)连接至歧管的一个或多个歧管球形接头连接器以及(b)连接在一个或多个歧管球形接头连接器与多个太阳能收集器组件之间的歧管端部管道。

在一种实施方案中，例如，一个或多个太阳能收集器组件包括多个太阳能收集器组件，并且自排式太阳能收集器系统还包括一个或多个共用连接组件，该一个或多个共用连接组件将多个太阳能收集器组件中相邻太阳能收集器组件的一个或多个加热管道相连接，使得多个太阳能收集器组件 的一个或多个加热管道串联连接。在一种实施方案中，一个或多个共用连接组件中的每个均具有与歧管连接组件和跨接连接组件中的每个不同的结构构造。

在一种实施方案中，例如，一个或多个共用连接组件中的每个均包括共用管道以及各自具有近端和远端的第一柔性共用软管和第二柔性共用软管。在一种实施方案中，第一柔性共用软管和第二柔性共用软管中每个的近端均连接至共用管道的相应端部，并且第一柔性共用软管和第二柔性共用软管中每个的远端均连接至多个太阳能收集器组件的相应加热管道。

在一种实施方案中，例如，一个或多个共用连接组件中的每个包括一个或多个共用球形接头连接器以及各自具有近端和远端的第一球形接头共用管道和第二球形接头共用管道。在一种实施方案中，第一球形接头共用管道和第二球形接头共用管道中每个的近端均可以连接至一个或多个共用球形接头连接器，并且第一球形接头共用管道和第二球形接头共用管道中每个的远端均可以连接至多个太阳能收集器组件的相应加热管道。在一种实施方案中，例如，一个或多个共用球形接头连接器与多个太阳能收集器组件中每个的抛物面型反射器的转动轴线共线。

附图说明

图1A示出了根据一种实施方案的处于正常操作模式的自排式太阳能收集器系统。

图1B示出了处于排放操作模式的图1A的自排式太阳能收集器系统。

图2示出了图1A的系统的太阳能收集器组件的一部分。

图3A示出了根据一种实施方案的处于正常操作模式期间的柔性软管歧管连接组件。

图3B示出了处于排放操作模式中的图3A的柔性软管歧管连接组件。

图4A示出了根据一种实施方案的处于正常操作模式中的球形接头歧管连接组件。

图4B示出了处于排放操作模式中的图4A的球形接头歧管连接组件。

图5A示出了根据一种实施方案的处于正常操作模式期间的柔性软管跨接连接组件。

图5B示出了处于排放操作模式中的图5A的柔性软管跨接连接组件。

图6A示出了根据一种实施方案的处于正常操作模式中的球形接头跨接连接组件。

图6B示出了处于排放操作模式中的图6A的球形接头跨接连接组件。

图7A示出了根据一种实施方案的处于正常操作模式期间的柔性软管共用连接组件。

图7B示出了处于排放操作模式中的图7A的柔性软管共用连接组件。

图8A示出了根据一种实施方案的处于正常操作模式中的球形接头共用连接组件。

图8B示出了处于排放操作模式中的图8A的球形接头共用连接组件。

图9示出了根据一种实施方案的包括柔性软管和转动接头连接器的柔性软管连接组件。

图10示出了包括端部管道和多个球形接头连接器的球形接头连接组件。

图11示出了包括三个管道和三个球形接头连接器的另一球形接头连接组件。

图12示出了根据一种实施方案的操作自排式太阳能收集器系统的方法的流程图。

具体实施方式

一般而言，本文所用的术语和短语具有其领域认可的含义，参照标准文本、期刊参考文献和本领域技术人员已知的文本可以找到这些含义。

参照附图，相同的附图标记指示相同的元件，并且在不止一幅附图中出现的同一数字指相同的元件。此外，下文中应用了以下定义：

术语“流体”包括太阳能收集器组件的加热管道内的流体。“流体”在 本领域内也称为“工作流体”或“热传递流体(HTF)”。流体可以是液相的。流体为例如水、蒸汽、油或熔盐。“熔盐”是指处于液相的盐，并通常(但不必需)处于室温之上的温度。“盐”是指任何离子化合物。熔盐的非限制性示例包括硝酸钠、硝酸钾、硝酸钙以及它们的各种组合。

在流体流动或被排放的情况下，术语“通过重力”包括在重力影响下的流体移动(流动或排放)。术语“排放”或“被排放”包括流体从系统流出，其中，讨论中的系统例如为太阳能收集器组件。

术语“基本上高于”指连接组件的管道和/或软管的大部分长度均高于讨论中的一个或多个项目，诸如加热管道。

并不希望束缚于任何具体理论，本文可能存在对与本文公开的设备和方法相关的基本原则的看法或理解的讨论。可以意识到，不论任何机械解释或假设的最终正确性如何，本实用新型的实施方案都是可以实行并且有用的。

本实用新型提供了自排式太阳能收集器系统，包括具有抛物面型反射器的太阳能收集器组件，所述自排式太阳能收集器系统可以通过重力向歧管排放，无需在中间点处(诸如太阳能收集器组件之间)使用收集容器。本实用新型还提供了用于通过重力排放自排式太阳能收集器系统的方法。在一种实施方案中，歧管包括用于供应(如，冷)HTF和返回(如，热)HTF的管道。在具体实施方案中，太阳能收集器系统可以自动地并且通过重力从控制室排放，或者手动打开位于每个跨接管道上的阀门(如，泄放阀)来排放。因此，最小化或排除了排放期间人员暴露于高温流体。自排式太阳能收集器系统的某些实施方案的使用帮助降低采用抛物面型反射器和高温流体的太阳能热力发电设备的运营成本，同时还潜在地使太阳能收集器组件的频繁排放经济可行。

对于使用高温流体(诸如熔盐)的太阳能热力发电设备，频繁排放可以有利于降低不活动期间的热损失。由于天气相关事件、季节性停工、维护事件或夜间可能出现不活动期。

自排式太阳能收集器系统的某些实施方案包括具有管道和/或柔性软管 以及球形和/或转动接头连接器的连接组件。然而，本系统的连接组件并不限于具体示出的实施方案。例如，可以用本领域已知的转动接头连接器或其他类似的连接器或接头以可交换的方式替换球形接头连接器(如，图4、图6和图8中的312、422或532)。另外，还可以将所示管道、软管和连接组件改造成包括本文提到的和/或本领域已知的部件的各种组合，诸如管道、柔性软管、波纹管连接器、球形或球体接头连接器以及转动连接器的各种组合。

在自排式太阳能收集器系统的某些实施方案中，以下三个不同的位置具有不同结构构造的管道和/或软管：(1)歧管(即，歧管连接组件)，(2)相邻太阳能收集器组件或抛物面型反射器(即，共用连接组件)之间，以及(3)跨接(即，跨接连接组件)处。在某些实施方案中，流体(如，HTF)可以从太阳能收集器组件的系统中通过重力被排放。由于至少在太阳能收集器组件定向在相应排放位置中时，跨接管道位于比太阳能收集器组件的加热管道高的高度处且歧管位于比太阳能收集器组件的加热管道低的高度处，因此实现重力式排放。另外，本文公开的自排式太阳能收集器系统的具体实施方案最小化了排放期间管道和/或软管中的流体蓄积(即，流体的收集)，包括在歧管、共用的和跨接连接组件中的流体蓄积。

歧管连接组件具有朝向歧管管道的大体向下斜坡部，并且在排放操作模式下，歧管连接组件的容纳流体的管道或软管基本上均不高于加热管道，从而允许流体通过重力从加热管道中排出而没有蓄积。由于在排放操作模式下容纳流体的管道和/或软管基本上均不高于跨接管道，而且从每个跨接管道至每个相应太阳能收集组件的相应加热管道均存在跨接连接组件的大体向下斜坡部，因此还防止跨接连接组件的管道和/或软管内的流体的显著蓄积。而且，在排放操作模式下，共用连接组件中容纳流体的管道和/或软管基本上均不高于或低于相应太阳能收集器组件的加热管道或抛物面型反射器的转动轴线(即，在共用连接组件的任一侧上)。在一些实施方案中，在正常操作模式下时，太阳能收集器组件的任意两个抛物面型反射器与相应加热管道可以独立地围绕转动轴线转动，以追踪入射光(即，日光)。本文提供的系统的某些实施方案还允许共用连接组件的一个或多个管道和/或 软管与太阳能收集器组件的抛物面型反射器以及相应加热管道一起转动，而不是固定至塔架(即，直立固定且静止的支撑结构)，以实现排放操作模式。

在一些实施方案中，在跨接管道与离歧管最远的太阳能收集器组件(即，“最后一个太阳能收集器组件”)之间形成连接的情况下，柔性管道在处于转动轴线的相对于加热管道的相对侧上的位置处连接至抛物面型反射器。其转动通过与加热管道的路径相对的路径，并在位于抛物面型反射器的转动轴线上方的位置处连接至跨接连接组件。

图1A和图1B示出了自排式太阳能收集器系统100，该自排式太阳能收集器系统是具有本文特征的自排式太阳能收集器系统的一种可能实施方案。自排式太阳能收集器系统100具有至少以下两种操作模式：正常操作模式和排放操作模式。图1A示出了处于其正常操作模式下的自排式太阳能收集器系统100，而图1B示出了处于其排放操作模式下的自排式太阳能收集器系统100。自排式太阳能收集器系统包括一个或多个太阳能收集器组件102。每个太阳能收集器组件102均包括一个或多个抛物面型反射器113、一个或多个追踪子系统108、一个或多个加热管道112以及用于每个抛物面型反射器113的一个或多个收集器支撑子系统110。每个抛物面型反射器113均包括下述部件：诸如(1)帮助反射入射光的反射元件；(2)用于抛物面型反射器的结构支撑元件，包括例如管子、管道和缆线；以及(3)用于相应加热管道的结构支撑元件，诸如结构支撑元件202(参见图2)。当抛物面型反射器113相对于其相应的收集器支撑子系统110转动时，抛物面型反射器113的部件将与抛物面型反射器113一起转动。每个收集器支撑子系统110均包括固定或静止的部件，诸如塔架。每个太阳能收集器组件102的每个端部上的连接组件可以是歧管连接组件114、共用连接组件116或跨接连接组件118。

自排式太阳能收集器系统100包括一排或多排101的太阳能收集器组件102，包括一个或多个太阳能收集器组件102、一个或多个共用连接组件116、跨接连接组件118以及歧管连接组件114。图1A和图1B中所示的排101(如，101(1)和101(2))在一侧连接至跨接管道128并在另一侧连接至 歧管121。在示出的实施方案中，歧管121包括第一歧管管道122和第二歧管管道124以及第一歧管连接管道123和第二歧管连接管道125。每个共用连接组件116将两个相应的相邻太阳能收集器组件102(如，图7至图8中所示的第一太阳能收集器组件501(1)和第二太阳能收集器组件501(2))的加热管道112相连接，使得太阳能收集器组件102的加热管道112串联连接。每个歧管连接组件114将相应排101的每个太阳能收集器组件102的加热管道112连接至歧管121。每个跨接连接组件118将相应排101的每个太阳能收集器组件102的加热管道112连接至跨接管道128。

在图1A和图1B的实施例中，所示的自排式收集器系统100包括两排101太阳能收集器组件102，每排101具有两个太阳能收集器组件102，每个太阳能收集器组件102包括两个抛物面型反射器113和一个加热管道112。在入射光204的来源(如，太阳)的方向相对于太阳能收集器组件102的位置变化时，追踪子系统108(例如作为每个太阳能收集器组件102的一部分位于每个抛物面型反射器113之间)有助于使其相应抛物面型反射器和加热管道围绕转动轴线120转动以追踪入射光204(即，日光)，以使得照在抛物面型反射器113上的入射光204的光通量最大化(见图2)。转动轴线120与加热管道112平行，但不一定共线。在正常操作模式下，每个太阳能收集器组件102的转动部件(即，相应的一个或多个抛物面型反射器和相应的一个或多个加热管道)可独立于每个其他太阳能收集器组件102的转动部件转动，以追踪入射光204的来源。

在正常操作模式下，在图1A所示的实施方案中，流体(如，熔盐)可以在以下述回路布置的太阳能收集器系统100的管道和/或软管内流动：经由歧管连接组件114(1)从歧管121流入第一排101(1)太阳能收集器组件，流过第一排101(1)太阳能收集器组件的加热管道112和共用连接组件116(1)，经由跨接连接组件118(1)流入跨接管道128，然后经由跨接连接组件118(2)流入第二排太阳能收集器组件101(2)，流过第二排太阳能收集器组件101(2)的加热管道112和共用连接组件116(2)，然后通过歧管连接组件114(2)流回到歧管121中。在其他实施方案中，流体可以在包含任何其他数量的歧管管道、歧管连接管道、歧管连接组件、加热管道、太阳能收集器组件、抛 物面型反射器、共用连接组件、跨接连接组件和跨接管道的布置中流动。

在排放操作模式下，使每个太阳能收集器组件102的抛物面型反射器113和加热管道112转动至相应排放位置，从而跨接管道128处在比加热管道112和共用连接组件116高的高度处，并且从而歧管121(即，歧管管道122、124)处在比加热管道112和共用连接组件116低的高度处。因此，歧管连接组件114构造成具有在排放操作模式下朝向歧管121的向下斜坡部，以允许加热管道112中的流体通过重力排入歧管121中。另外，跨接连接组件118构造成具有在排放操作模式下朝向加热管道112的向下斜坡部，以允许跨接管道128内的流体排入加热管道112中。另外，共用连接组件116构造成在排放操作模式下允许一个相应太阳能收集器组件102的加热管道112内的流体排入另一相应太阳能收集器组件102的加热管道112中，使得加热管道112内的流体排入歧管121中。

例如，抛物面型反射器围绕其转动轴线120转动到基本上水平的排放位置(如图1B所示的)，以实现上述的相对高度情况。在排放操作模式下，沿跨接管道128定位的泄放阀126打开，以允许流体(即，液体(诸如熔盐))从跨接管道128通过重力朝向歧管121流动。泄放阀126可以手动打开或例如从控制室自动打开。歧管121直接或间接连接至例如太阳能热力发电设备(未示出)。出于清楚地讨论和说明的目的，离歧管121最近的太阳能收集器组件102称为第一个太阳能收集器组件104，而离歧管121最远(且离跨接管道128最近)的太阳能收集器组件102称为最后一个太阳能收集器组件106。在不偏离本文范围的情况下，自排式太阳能收集器系统100中的排101数量以及每排101中的太阳能收集器组件102的数量均可以变化。

在不偏离本文范围的情况下，歧管连接组件114、共用连接组件116和跨接连接组件118均可以具有多种构造。例如，图2至图11示出了这些组件的一些可能实施方案，包括管道、柔性软管、转动接头和/或球形接头连接器，如下文所述。然而，应理解的是，本自排式太阳能收集器系统的歧管连接组件、共用连接组件和跨接连接组件并不局限于这些具体实施方案。

图2示出了太阳能收集器组件102的一种可能实施方案的一部分。在所示实施方案中，加热管道支撑元件202将加热管道112支撑在其相对于抛物面型反射器113的位置处。抛物面型反射器113示出为处于正常操作模式。入射光204由每个抛物面型反射器113反射朝向其相应加热管道112。入射光的来源可以是太阳，并且入射光可以是日光。反射光206对加热管道112内的流体(如，熔盐)进行加热。

图3A、图3B、图4A和图4B示出了歧管连接组件114的若干示例性实施方案。出于示例的目的，图3A和图3B以及图4A和图4B示出了第一个太阳能收集器组件104的一部分，该第一个太阳能收集器组件经由歧管连接组件114借助于与第一歧管管道122或第二歧管管道124连接的第一歧管连接管道123或第二歧管连接管道125连接至歧管121。图3A和图4A示出了正常操作模式，而图3B和图4B示出了太阳能收集器组件102设置在相应排放位置中时的排放操作模式。

图3A和图3B示出了柔性软管歧管连接组件300，其为歧管连接组件114的一种实施方案。柔性软管歧管连接组件300包括柔性歧管软管302，柔性歧管软管的远端306连接至加热管道112，并且柔性歧管软管的近端304连接至歧管连接管道(如，123)。在一种实施方案中，柔性歧管软管302的近端与歧管连接管道(如，123)之间的连接可以包括转动接头308。图3B示出了柔性软管歧管连接组件300，其中第一个太阳能收集器组件104处于排放操作模式而非正常操作模式。在排放操作模式下，流体(如，液体、熔盐)可以经由柔性软管歧管连接组件300从第一个太阳能收集器组件104的加热管道112通过重力流至歧管121(即，歧管和歧管连接管道)，歧管位于比加热管道112和转动轴线120低的高度处。

图4A和图4B示出了球形接头歧管连接组件310，这是歧管连接组件114的另一种实施方案。如图4A和图4B所示，球形接头歧管连接组件310包括歧管端部管道317，并且歧管端部管道317包括第一歧管端部管道314和第二歧管端部管道316以及多个(如，三个)歧管球形接头连接器312。在示出的实例中，歧管端部管道317的近端318连接至第二歧管连接管道125(该第二歧管连接管道本身连接至第二歧管管道124)，歧管端部管道 317的远端320连接至第一太阳能收集组件104的加热管道112。图4A示出了处于正常操作模式下的球形接头歧管连接组件310实施方案，而图4B示出了处于排放操作模式下的球形接头歧管连接组件的实施方案。在排放操作模式下，流体(如，液体、熔盐)可以经由球形接头歧管连接组件310从第一个太阳能收集器组件104的加热管道112通过重力流至歧管121(即，歧管和歧管连接管道)，该歧管位于比加热管道112和转动轴线120低的高度处。

图5A、图5B、图6A和图6B示出了最后一个太阳能收集器组件106的一部分的若干示例性实施方案，最后一个太阳能收集器组件经由跨接连接组件118连接至跨接管道128。图5A和图6A示出了正常操作模式，而图5B和图6B示出了排放操作模式，在该模式下，太阳能收集器组件102设置于其相应排放位置中。

图5A和图5B示出了柔性软管跨接连接组件400，其为跨接连接组件118的一种实施方案。柔性软管跨接连接组件400包括柔性跨接软管组件405，柔性跨接软管组件的远端410连接至加热管道112，而柔性跨接软管组件的近端408连接至跨接管道128。柔性跨接软管组件405包括柔性跨接软管402、跨接端部管道406和柔性扩张软管404。在一种实施方案中，柔性跨接软管组件405的近端408与跨接管道128之间的连接包括转动接头409。图5B示出了柔性跨接软管组件405，其中最后一个太阳能收集器组件106处于排放操作模式而非正常操作模式下。在排放操作模式下，流体(如，熔盐)可以经由跨接连接组件118从跨接管道128通过重力流至加热管道112，其中，跨接管道128位于比加热管道112高的高度处。至少一个泄放阀126沿跨接管道128放置，并且排放操作模式期间流体的排放经由泄放阀126自动或手动调节。在排放操作模式下，流体(如，液体、熔盐)可以经由柔性软管跨接连接组件400从跨接管道128通过重力流至最后一个太阳能收集器组件106的加热管道112，跨接管道位于比加热管道112和转动轴线120高的高度处。

图6A和图6B示出了球形接头跨接连接组件420，其为跨接连接组件118的另一种实施方案。如图6A和图6B所示，球形接头跨接连接组件420 包括球形接头跨接端部管道427，球形接头跨接端部管道进一步包括第一跨接端部管道424和第二跨接端部管道426以及多个(如，三个)跨接球形接头连接器422。在所示实例中，跨接端部管道427的近端428连接至跨接管道128，而跨接端部管道427的远端430连接至最后一个太阳能收集器组件106的加热管道112。图6A示出了处于正常操作模式下的球形接头跨接连接组件420实施方案，而图6B示出了处于排放操作模式下的球形接头跨接连接组件的实施方案。在排放操作模式下，流体(如，熔盐)可以经由跨接连接组件118从跨接管道128通过重力流至加热管道112，其中，跨接管道128位于比加热管道112高的高度处。至少一个泄放阀126沿跨接管道128定位，并且排放操作模式期间流体的排放经由泄放阀126自动或手动调节。在排放操作模式下，流体(如，液体、熔盐)可以经由球形接头跨接连接组件420从跨接管道128通过重力流至最后一个太阳能收集器组件106的加热管道112，跨接管道位于比加热管道112和转动轴线120高的高度处。

图7A、图7B、图8A和图8B示出了共用连接组件116的若干示例性实施方案，共用连接组件将任意两个相邻太阳能收集器组件102(例如第一太阳能收集器组件501(1)和第二收集器组件501(2))的加热管道112相连接。在不同的示例性实施方案中，第一太阳能收集器组件501(1)和第二太阳能收集器组件501(2)是第一个太阳能收集器组件104和最后一个太阳能收集器组件106。图7A和图8A示出了正常操作模式，而图7B和图8B示出了排放操作模式，在该模式下，太阳能收集器组件102设置在其相应排放配置下。

图7A和图7B示出了柔性软管共用连接组件500，其为共用连接组件116的一种示例性实施方案，能够在正常操作模式和排放操作模式之间转换。柔性软管共用连接组件500包括第一共用柔性软管502和第二共用柔性软管504，这两个共用柔性软管502、504在其近端508、512处均连接至共用管道506。第一共用柔性软管502和第二共用柔性软管504的远端510、514各自分别连接至第一太阳能收集器组件501(1)和第二太阳能收集器组件501(2)的相应加热管道112。在柔性软管共用连接组件500的一种实施方 案中，在正常操作模式期间，如图7A所示，共用管道506经由夹紧子系统516连接至或紧固至管道支撑件518，夹紧子系统可以包括一个或多个夹紧件。在正常操作模式期间，第一太阳能收集器组件的抛物面型反射器和加热管道可以独立于第二太阳能收集器组件的抛物面型反射器和加热管道围绕转动轴线120转动。在柔性软管共用连接组件500的一种实施方案中，在排放操作模式下，如图7B所示，共用管道506脱离管道支撑件518，并且第一共用柔性软管502和第二共用柔性软管504经由夹紧子系统516分别连接或紧固至第一转动支撑件520和第二转动支撑件521。夹紧件和夹紧子系统的布置可选地由模式转换子系统(未示出)诸如通过使用电动机、磁致动器和/或气动控制装置调节，以使共用连接组件116在其正常模式和操作模式间转换。

图8A和图8B示出了球形接头共用连接组件530，其为共用连接组件116的一种示例性实施方案。球形接头共用连接组件530包括第一球形接头共用管道537和第二球形接头共用管道545，它们在其相应近端538、546处彼此连接。第一球形接头共用管道537和第二球形接头共用管道545各自均可以包括一个或多个管道(如，第一共用管道534、536和第二共用管道542、544)以及一个或多个共用球形接头连接器532。第一球形接头共用管道和第二球形接头共用管道各自在其远端540、548处连接至第一太阳能收集器组件501(1)和第二太阳能收集器组件501(2)中每个的相应加热管道112。例如，第一太阳能收集器组件501(1)和第二太阳能收集器组件501(2)可以分别是第一个太阳能收集器组件104和最后一个太阳能收集器组件106。图8A示出了正常操作模式期间的球形接头共用连接组件，而图8B示出了排放操作模式期间的球形接头共用连接组件。在图8A和图8B中示出的球形接头共用连接组件的一种实施方案中，每个太阳能收集器组件的抛物面型反射器和加热管道可独立于其他太阳能收集器组件的抛物面型反射器和加热管道围绕转动轴线120转动。转动轴线120与第一球形接头共用管道和第二球形接头共用管道的近端以及与共用球形接头连接器532共线。

图9、图10和图11示出了连接组件的示例性实施方案。图9示出了示 例性柔性软管连接组件600，所述柔性软管连接组件包括柔性软管(如，302)和转动连接器(如，308)。类似的柔性软管连接组件可以用于歧管连接组件114、共用连接组件116或跨接连接组件118。图10示出了示例性球形接头连接组件610，包括单个端部管道(如，314)和多个球形接头连接器(如，312、422)。图11示出了另一示例性球形接头连接组件620，包括多个管道和三个球形接头连接器(如，312或422)。类似的球形接头连接组件可以用于歧管连接组件114、共用连接组件116或跨接连接组件118。

图12示出了用于操作自排式太阳能收集器系统的方法1200。在步骤1202中，一个或多个太阳能收集器组件中每个的一个或多个抛物面型反射器和相应的加热管道转动以追踪入射光源。在步骤1202的一个实例中，作为自排式太阳能收集器系统100的正常操作模式的一部分，抛物面型反射器113及其相应的加热管道112围绕其转动轴线120相对于收集器支撑子系统110的静止部件转动以追踪入射光源。在步骤1204中，抛物面型反射器和相应的加热管道转动至相应的排放位置，使得歧管处在比太阳能收集器组件的加热管道低的高度处，而跨接管道处在比太阳能收集器组件的加热管道高的高度处。在步骤1204的一个实例中，作为自排式太阳能收集器系统100的排放操作模式的一部分，抛物面型反射器113及其相应的加热管道112围绕其转动轴线120相对于收集器支撑子系统110的静止部件转动至其相应的排放位置。在步骤1206中，打开跨接管道中的泄放阀。在步骤1206的一个实例中，打开(如，手动地或自动地)泄放阀126，以开始排放。在某些实施方案中，每天执行一次方法1200，以便防止夜间的热损失。

关于变型的声明

虽然出于清楚理解的目的已通过说明和实例的方式相当详细地全面描述了本实用新型，但对于本领域普通技术人员清楚的是，在不影响本实用新型的范围或本实用新型的任何具体实施方案的情况下，可以在条件、配制和其他参数的广泛、等同范围内通过对本实用新型进行改进或改变来实施本实用新型，并且这种改进或改变意在包含在所附权利要求的范围内。

本文采用的术语和表达用作说明术语而非限制术语，并且这种术语和表达的使用不意在排除所示和所述特征或其部分的任何等同物，而是可以意识到，在要求保护的本实用新型的范围内可以进行各种修改。因此，应当理解，虽然已通过优选实施方案、示例性实施方案和可选特征具体公开了本实用新型，但是本领域技术人员可以对本文公开的理念进行修改和变型，并且将这些修改和变型视为属于所附权利要所限定的本实用新型的范围内。本文提供的具体实施方案为本实用新型的有用实施方案的示例，对于本领域技术人员而言明显的是，可以使用本说明书中给出的设备、设备部件、方法步骤的大量变型来实施本实用新型。方法和用于本方法的设备可以包括大量可选成分和处理元件以及步骤。

当本文公开了一组替代物时，要理解该组的所有独立构件和所有子组均单独公开。当本文使用马库什组或其他分组时，该组中所有独立构件以及该组可能的所有组合和子组合旨在单独包括在本公开内容中。

必须注意，除非上下文另有清楚指定，否则本文和所附权利要求中使用的单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该/所述(the)”包括复数。因此，例如，提及“加热管道(a heating pipe)”包括多个这种加热管道及本领域技术人员已知的它的同等物，以此类推。同样地，术语“一(a)”(或“一(an)”)、“一个或多个”以及“至少一个”在本文中可以互换使用。还要注意的是，术语“包括(comprising)”、“包括(including)”和“具有”可以互换使用。表达“根据权利要求XX至YY中任一项所述的”(其中XX和YY指权利要求编号)旨在提供多项从属权利要求的择一引用，并且在一些实施方案中能够与表达“如权利要求XX至YY中任一项所述”互换。

虽然在本实用新型的实践或测试中可以使用与本文所述方法和材料类似或等同的任何方法和材料，但本文描述了优选方法和材料。不得将本文中的内容理解为承认本实用新型无权早于现有实用新型的这种公开内容。

当本说明书给出范围时，例如，温度范围、时间范围或者成分或浓度范围，所有中间范围和子范围以及所给出范围中包括的所有单独值均旨在包括在本公开内容中。本文使用的范围具体包括提供作为范围的端点值的 值。例如，1至100的范围具体包括端点值1和100。将理解的是，本文说明书中包括的任何子范围或者范围或子范围中的单独值可以不包括在本文的权利要求中。

本文所用“包括(comprising)”与“包括(including)”、“包含(containing)”或“其特征在于”是同义的，为包含的或开放式的，并且不排除额外的、未列举的元件或方法步骤。本文所用“由……组成”排除权利要求元素中未列举的任何元件、步骤或组成部分。本文所用“基本由……组成”不排除实质上不影响权利要求的基础和新颖特征的材料或步骤。在本文的每个示例中，术语“包括”、“基本由……组成”和“由……组成”中的任何术语均可以用其他两个术语中的任一个替换。

本领域普通技术人员将理解，在无需进行过度实验的情况下，可以在本实用新型的实践中采用具体例示的设备元件和部件组合以外的设备元件和部件组合。任何这种材料和方法的所有领域已知功能等同物均意在包括在本实用新型中。采用的术语和表达用作说明术语而非限制术语，并且这些术语和表达的使用不意在排除所示和所述特征或其部分的任何等同物，而是可以意识到，在要求保护的本实用新型的范围内可以进行各种修改。因此，应当理解，虽然已通过优选实施方案和可选特征具体公开了本实用新型，但是本领域技术人员可以对本文公开的理念进行修改和变型，并且将这些修改和变型视为落在由所附权利要限定的本实用新型的范围内。