太阳能接收器的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及太阳能热功率站，更具体地，涉及这样的太阳能站中的太阳能接收器。
【背景技术】
[0002]太阳能热功率站包括放置于相当高的高度的塔上的一大片定日镜和太阳能接收器。定日镜使直射阳光聚焦于太阳能接收器上以产生蒸汽。利用蒸汽来使涡轮运行并提取功，以便产生电力。典型地，太阳能热功率站在明亮阳光时分的期间，以日循环运转，而在夜晚或在阴天条件下关闭。然而，如果太阳能热功率站在夜晚和阴天条件的期间要满足电力需求，则太阳能热功率站需要无论太阳光的可利用性如何，即在夜晚或在阴天条件下都可运转。最重要的是，它改进可调度性，并因此降低平准化电力成本。这样的太阳能热功率站的实现导致在白天期间存储太阳热能并在夜晚或在阴天条件下利用太阳热能的要求。针对这样的要求，中心接收器能够设计为将用于蓄热的介质用作传热介质，诸如熔盐或热油/热流体等。例如，在欧洲专利承载号I 873 397 A2及许多其他专利中，可以显而易见这样的布置。
[0003]可以在图1中显而易见如在各种现有技术中已知的典型的接收器系统10。系统10包括接收器12、相应地热存储罐14和冷存储罐16以及朗肯循环电力块18以发电。通过经由定日镜20而使阳光聚焦而将接收器12处的熔盐流体加热。在大约565°C的温度下，将热盐存储于热存储罐14中，并且，在其热能被循环18利用来通过发电机“G”而发电之后，在大约290°C的温度下，将该盐存储于冷存储罐16中，进一步将该盐从冷存储罐16发送至接收器12以重新加热。
[0004]在这样的系统10中，接收器12的设计对系统10的有效运转非常关键。
【发明内容】
[0005]本公开描述将在以下的简化的概要中提出的具有改进的设计的太阳能接收器，以提供对旨在克服所讨论的缺点的本公开的一个或更多个方面的基本的理解，除了包括本公开的全部优点以外，还提供一些附加的优点。本概要不是对本公开的广泛的综述。其旨在既不识别本公开的关键的或至关重要的元件，也不描绘本公开的范围。更确切地说，本概要的唯一的目的是以简化的形式提出本公开的一些构思、本公开的方面和优点，以作为在下文中提出的更详细的描述的开头。
[0006]本公开的目标是描述可以使太阳能运转的功率站的有效工作优化的具有改进的设计的太阳能接收器。本公开的各种其他目标和特征将从以下的详细描述和权利要求显而易见。
[0007]上文所注意到的方面及其他方面，在一个方面，可以借助于在本公开中公开的具有传热介质的太阳能接收器来达到。太阳能接收器包括定义传热表面的多个面板。每个面板布置并配置成使传热介质能够沿至少一个流动方向流动，一个流动方向定义一通道，以获得各种通道中的各种质量通量来基于传热表面中的通道的位置而使通道的热通量容量优化，以便使传热表面的丧失的热通量设计空间(LHFDS:Lost Heat Flux Design Space)最小化，从而改进太阳能接收器的效率。术语“LHFDS”被定义为传热表面的未被利用的设计空间，并且，是传热表面的最大可允许的热通量(MAHF: Maxi mum Allowable Heat Flux)与实际热通量(AHF !Actual Heat Flux)之间的差。
[0008]在本公开的一个实施例中，每个面板包括包含预定的可变参数的多个管，以获得跨各种定义的通道的各种质量通量。预定的可变参数可以是管的至少尺寸参数和材料成分参数。尺寸参数可以至少是管直径、管厚度以及管数量。
[0009]在本公开的一个实施例中，无论管的其他尺寸变量如何，并且，不变更质量通量，管的材料成分单独地可以用于影响MAHF。具体地，根据该实施例，太阳能接收器包括定义传热表面的多个面板，每个面板具有多个管，该管布置并配置成使传热介质能够沿至少一个流动方向流动，一个流动方向定义一通道，以基于传热表面中的通道的位置而使各种通道的热通量容量优化，以便使传热表面的丧失的热通量设计空间(LHFDS)最小化，其中，太阳能接收器的各种通道的管由各种材料成分组成。
[0010]在另一个方面，提供用于改进具有传热介质的太阳能接收器的效率的方法。该方法包括定制在太阳能接收器的多个面板中的每个面板中沿至少一个流动方向流动的传热介质的质量通量，一个流动方向定义一通道，以获得各种通道中的不同的质量通量来使LHFDS最小化。
[0011]本文中所使用的术语“最大可允许的热通量(MAHF)”定义为可以在管内侧的压力、温度、质量流量等的条件下不损坏太阳能接收器面板和管或其任何组成的部分而应用的最大热通量。
[0012]本文中所使用的术语“实际热通量(AHF)”定义为所利用的实际热通量，并且，在图4A中示出为通道的仅有界空间。
[0013]本文中所使用的术语“热通量设计空间(HFDS)”定义为用于设计接收器管的有界空间，该有界空间在图4A中用图表表示作为MAHF与传热流体温度对比的标绘的曲线下面的区域，并且，将在本文中进一步解释。
[0014]在本公开中具体地指出本公开的这些方面连同其他方面，以及描述本公开的特性的新奇事物的各种特征。为了更好地理解本公开、其运转优点及其使用，应当对说明本公开的示范性的实施例的附图和描述的问题作出参考。
【附图说明】
[0015]参考结合附图而得到的以下的详细描述和权利要求，将更好地理解本公开的优点和特征，其中，以同样的符号识别同样的元件，并且，其中:
图1根据本公开的示范性的实施例而说明塔式太阳能功率站的典型的示例；
图2根据本公开的示范性的实施例而说明定义太阳能接收器中的传热表面的多个面板的示例；
图3A和3B根据本公开的示范性的实施例而说明描绘本发明的各种优点的图表标绘；
以及
图4A和4B说明接收器的热通量设计空间，恒定的质量通量和各种质量通量分别跨接收器。
[0016]贯穿附图的若干个视图的描述，同样的参考标号是指同样的部分。
【具体实施方式】
[0017]为了深入理解本公开，结合上述的附图，对以下的包括所附权利要求的详细描述作出参考。在以下的描述中，出于解释的目的，阐明许多具体的细节，以便提供对本公开的深入理解。然而，将对本领域技术人员显而易见的是，没有这些具体的细节，也能够实践本公开。在其他实例中，结构和装置仅以框图形式示出，以便避免使本公开含糊不清。本说明书中的对“一个实施例”、“一实施例”、“另一个实施例”、“各种实施例”的参考意味着结合实施例来描述的具体的特征、结构或特性被包括在本公开的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”出现于说明书中的各种地方，不一定全部是指相同的实施例，也不是与其他实施例互相排斥的单独的或备选的实施例。此外，描述各种特征，这些特征可以由某些实施例展示，而不由其他实施例展示。类似地，描述各种要求，这些要求可以是对某些实施例的要求，而可以不是另一个实施例的要求。
[0018]虽然出于说明的目的，以下的描述包含许多详情，但是任何本领域技术人员都将意识到，对这些细节的许多变化和/或变更在本公开的范围内。类似地，虽然本公开的许多特征依据彼此或彼此联合而描述，但是本领域技术人员将意识到，许多这些特征能够独立于其他特征而提供。因此，不丧失对本公开的通用性，并且，不对本公开施加限制，阐明本公开的该描述。而且，本文中的术语“一”和“一个”不表示数量的限制，而是表示至少一个所参考的物品的存在。
[0019]现在，参考图2，示出定义太阳能接收器的传热表面100的面板1000的示例线图。具体地，图2描绘具有面板1000的两个分支的传热表面100。如关于图1所解释的，具有传热表面100的太阳能接收器配置成使传热介质通过传热表面100而循环，从而传递施加于其中以被存储的热，图1说明本领域中的通用技术。由于具有塔结构的太阳能运转的功率站中的太阳能接收器的传热表面100的构造和布置，以及定日镜场全部为本领域技术人员所熟知，因而不认为有必要出于获得对本公开的理解的目的而在本文中叙述全部构造细节及其解释。更确切地说，认为足以简单地注意到，如在图2中所示出的，关于任何太阳能运转的功率站10，可以成功地利用描绘传热表面100和如在图1中所示出的各种相关联的构件的线图。而且，应当理解，与太阳能接收器组合的传热表面100可以包括各种各样的构件以便执行其分配的用途，并且，仅示出对于本公开的各种实施例的描述而言相关的那些构件。
[0020]传热表面100布置并配置成使传热介质能够沿至少一个流动方向流动，其中，将一个流动方向定义为通道110。例如，如在图2中所示出的，传热介质在112处进入传热表面100，并且，沿向上的方向流动，该方向被认为是一个通道110，S卩“通道I”。然后，传热介质在114处退出，并且，在116处进入，以沿向下的方向流动，该方向被认为是第二通道110，艮P “通道2”，诸如此类，如“通道3”、“通道4”、“通道5”。在本公开的一个实施例中，可能存在通过传热表面100的一个流动方向，即一个通道110，然而，在本公开的另一个实施例中，可能存在通过传热表面100的多个通道110。传热表面100以这样的方式配置并布置，以致于传热表面100能够在个体的或各种通道110中获得各种质量通量，以基于传热表面100中的通道的位置而使通道110的热通量容量优化，以便使传热表面100的丧失的热通量设计空间(LHFDS)最小化，从而改进太阳能接收器的效率。LHFDS具体地被定义为传热表面100的未被利用的设计空间，并且，是传