热表面的最大可允许的热通量(MAHF)与实际热通量(AHF)之间的差，将在本文中关于图4A和4B而解释。
[0021]在获得跨通道110的各种质量通量的、本公开的一个优选的实施例中，每个面板1000包括适应于被堆叠或分组来定义通道110的多个管120。管120包含预定的可变参数，以获得跨每个穿过传热表面100而定义的通道110的各种或唯一的质量通量。这样的预定的可变参数可以是管120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。为了获得跨传热表面100的任何选择性的通道110的各种质量通量，通道110的管120可以组合地或个体地以预定的材料成分和预定的管直径、预定的厚度以及通道110中的管的预定的数量构造。
[0022]以预定的材料和尺寸管参数定制每个通道110的构造，以便定制通过每个通道110的传热介质的质量通量。进行位于传热表面100的特定的部分处的每个通道110的定制，以提供与太阳能场20的容量一致的，通道110的最佳的热通量容量，从而给传热表面100的该部分提供热通量。通道110的设计牵涉对系统压力下降和自接收器表面100的热耗的重要的考虑。
[0023]图3A和3B说明各种质量通量对压力下降的影响。图3A说明针对包括构成传热表面100的全部通道110的管120的总长的给定的长度的，变化的质量通量对压力下降的影响。图3B说明针对具有跨传热表面100的各种质量和恒定的质量通量的任意的示例的，每个通道之后的累积的压力下降。
[0024]现在，参考图4A和4B (联合图2而解释)，图4A和4B分别说明具有跨接收器的恒定的质量通量和各种质量通量的接收器的示例的热通量设计空间(HFDS)，以便理解传热表面110的丧失的热通量设计空间(LHFDS)。例如，图4A说明由水平轴界定的定义HFDS的一个这样的任意的标绘和与质量通量以及管120的其他成分和几何参数相对应的MAHF标绘
(I1)0当传热介质通过接收器的若干个通道110而运输时，传热介质的温度逐步地上升。图4A示出传热介质随着如在图2中所示地通过(任意地选择的)五个通道110而运输而导致的温度的上升。在示例的说明中，为了简单起见，相等的热通量(由水平折线示出)施加于接收器周围，并且，全部通道的管的成分参数保持相同。然而，即使在所施加的热通量在接收器周围改变且不同的通道110的管120的成分参数改变时，讨论也依然不变。如在2011年12 月公布的 Gregory J.Kolb 的标题为“如 Evaluat1n of Possible Next-Generat1nHigh-Temperature Molten-Salt Power Tbfrers”(“可能的下一代高温恪盐功率塔的评估”)的论文中所提出的，技术设计的当前状态牵涉接收器的具有相同的成分和几何参数的全部通道110。所以，对于接收器的全部通道110，质量通量依然相等，因此，热通量设计空间依然相等。要注意到，对于这样的情况，为了遍及运转温度的范围而不损坏管120地接受热通量，大部分HFDS依然未被利用。这由MAHF标绘与图4A中的水平折线之间的空间定义。该未被利用的设计空间被称为丧失的热通量设计空间(LHFDS)。如在上文中所注意到的，本公开提出使用接收器的不同的通道110中的不同的质量通量，或换句话说，每个通道配置成，取决于通道的编号，诸如通道1、通道2、通道3……通道n，包括唯一的MAHF，诸如ipi2、
!3......1Ii0
[0025]图4B例如论证不同的通道中的不同的质量通量的利用。在图4B中，与质量通量相对应地示出一群MAHF标绘ip i2、“和i 4，其中，相应的MAHF标绘i2、“和i 4中的质量通量如此改变，以致于MAHF “、i2、i3和i AtW i !> i 2> i 3> i 4那样递减。使每个通道的质量通量优化，以便LHFDS可以是最小值。可以由被包括在水平折线内的区域，即实际热通量(AHF)，和每个通道110的温度上升范围内的MAHF标绘确定图4B中的LHFDS。作为一般规则，通过改变通过不同的通道110的质量通量，从而使热通量设计空间优化，并且，使跨接收器的压力下降最小化。
[0026]类似地，无论管120的其他尺寸变量如何，管120的材料成分单独地、即不变更质量通量也都可能影响MAHF。因为单独地基于质量通量而使曲线ijP i 2 (等等)不同，所以类似地，单独地或组合地由于管120的材料选择而导致ijP i 2 (等等)可能不同。
[0027]本公开的接收器在各种范围中是有利的。具有借助于定制的质量通量来优化的LHFDS的接收器设计具有比由于恒定的质量通量而可能另外发生的跨传热表面100的压力下降更低的压力下降。质量通量的优化在转化成辅助功耗的压力下降和功率站运转成本节约的方面受益。在传热表面最佳地设计而消除LHFDS时，具有借助于材料成分的优化来优化的LHFDS的接收器设计在初始资本投资的方面受益。在考虑接收器的优化的两个方面时，这降低总体资本投资和发电站的运转成本，从而提高其效率并降低电力成本。从上文的详细描述和附属权利要求显而易见本公开的各种其他优点和特征。
[0028]出于说明和描述的目的，提出了本公开的具体实施例的前面的描述。它们不旨在是详尽的或将本公开限制于所公开的精确的形式，并且，显然，鉴于上文的示例，许多变型和变化是可能的。选择并描述实施例，以便最好地解释本公开的原理及其实际应用，从而使其他本领域技术人员能够最好地利用本公开及如适合于预期的特定应用的具有各种变型的各种实施例。理解到，由于环境可能建议或提出应急手段，因而预期等效物的各种省略和代替，但这样旨在在不背离本公开的权利要求的实质或范围的情况下涵盖应用或实现方案。
【主权项】
1.一种太阳能接收器，具有传热介质，用于太阳能功率系统，所述太阳能接收器包括: 定义传热表面的多个面板，每个面板布置并配置成使所述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所述传热表面中的所述通道的位置而使所述通道的热通量容量优化，以便使所述传热表面的丧失的热通量设计空间(LHFDS)最小化，从而改进所述太阳能接收器的效率。
2.如权利要求1所述的太阳能接收器，其中，所述LHFDS是所述传热表面的未被利用的设计空间，并且，是所述传热表面的最大可允许的热通量(MAHF)与实际热通量(AHF)之间的差。
3.如权利要求1所述的太阳能接收器，其中，基于对所述系统的太阳能场容量、所述系统的压力下降以及自所述传热表面的热耗的参数考虑，来配置所述传热表面。
4.如权利要求1所述的太阳能接收器，其中，每个面板具有多个管，该管包含预定的可变参数，以获得跨各种所定义的通道的各种质量通量。
5.如权利要求4所述的太阳能接收器，其中，所述预定的可变参数至少是所述管的尺寸参数和材料成分参数。
6.如权利要求4所述的太阳能接收器，其中，所述尺寸参数至少是管的直径、所述管的厚度以及所述管的数量。
7.一种太阳能接收器，具有传热介质，用于太阳能功率系统，所述太阳能接收器包括: 定义传热表面的多个面板，每个面板具有多个管，该多个管布置并配置成使所述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，以基于所述传热表面中的所述通道的位置而使所述各种通道的热通量容量优化，以便使所述传热表面的丧失的热通量设计空间(LHFDS)最小化， 其中，所述太阳能接收器的所述各种通道的所述管由各种材料成分组成。
8.一种用于改进具有传热介质的太阳能接收器的效率的方法，所述方法包括: 定制在所述太阳能接收器的多个面板的每个面板中沿至少一个流动方向流动的所述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各种质量通量，以便使所述通道的热通量容量优化，以便使所述传热表面的丧失的热通量设计空间(LHFDS)最小化，从而改进所述太阳能接收器的效率。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述LHFDS是所述传热表面的未被利用的设计空间，并且，是所述传热表面的最大可允许的热通量(MAHF)与实际热通量(AHF)之间的差。
10.如权利要求8所述的方法，其中，定制所述传热介质的质量通量包括在预定的可变参数的所述传热表面的所选择的通道中配置多个管。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述预定的可变参数是所述管的至少尺寸参数和材料成分参数。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述尺寸参数至少是管的直径、所述管的厚度以及所述选择的通道中的所述管的数量。
【专利摘要】本发明题为太阳能接收器。设计为使用传热介质的太阳能接收器包括多个面板。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，以在每个通道中获得唯一的质量通量，从而在使跨传热表面的所选择的通道的压力下降最小化的同时，使通道的热通量容量优化。还提供其方法。
【IPC分类】F24J2-46, F24J2-24
【公开号】CN104729116
【申请号】CN201410812595
【发明人】A.达斯, D.麦格拉内, M.斯米亚诺, E.博谢克, X-P.甘
【申请人】阿尔斯通技术有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年12月24日
【公告号】EP2889549A1, US20150176863