用于输送熔盐的管路的制作方法

用于输送熔盐的管路的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于输送熔盐的管路，其具有相对于所存在的温度稳定的管壁。在管路（5）的内部中延伸有用于加热的导热体（21），其中，所述导热体（21）优选不贴靠在所述管路（5）的内壁上。
【专利说明】用于输送熔盐的管路
[0001]本发明基于一种用于输送熔盐的管路，其具有相对于所存在的温度稳定的管壁。
[0002]例如在太阳能发电设备、特别是是抛物面槽式太阳能发电设备中使用被熔盐流经的管路。在此，管路连接成用于在太阳能发电设备中获取太阳能的网路。在这种太阳能发电设备中，太阳的辐射能借助于抛物面镜被集中到接收器上。抛物面镜和接收器的组合被称为集流器。一列集流器串联成太阳能环路。由接收器获取的辐射能被传递至载热流体。目前，特别是使用联苯/联苯醚混合物作为载热流体，但是，该混合物由于其大约400°C的分解温度而在最大工作温度方面受限。为了获得能够实现较高效率的较高工作温度，需要使用其他载热流体。为此，特别是使用熔盐，例如所谓的太阳盐60，其是一种由硝酸钠和硝酸钾以60:40的比例组成的混合物。
[0003]但是，熔盐的缺点是，它们具有高熔点。硝酸钠/硝酸钾混合物例如熔合成共晶系统，这指的是在218°C的温度下以56:44的混合比例的情况。如在太阳能发电设备中存在的长的管路网路中，难以使具有高熔点的熔盐可靠地工作。熔盐在管路系统中的凝固会造成大的经济损失。这种损失的原因例如为熔盐在熔化时的大的体积膨胀。这存在使配件和管路被压开和被严重损坏的风险。
[0004]如果熔盐凝固，则可存在体积收缩，体积收缩可能根据管路连接和运行状态导致不同的固化状态，熔盐的凝固基本上在太阳能发电设备停止运行时、即在日照时间之外发生。熔盐的凝固通常会在管路中产生真空气泡，所述气泡或多或少地会聚成更大的单元。在再熔时，如果在具有体积膨胀的熔化部位与真空区域之间存在大的空间距离，则不能实现足够的体积补偿以降低所出现的压力。
[0005]为了防止熔盐凝固，目前常规做法是在长时间停止运行期间清空管路系统。替代地并且可能的是，加热管路系统。为此，例如可以使用电能或者使用来自可用的热存储器的热量。如果使用来自可用的热存储器的热量，则通常经由管路系统泵送热的载热流体。这种方法的缺点是:为此需要消耗大量的电能或热能。
[0006]如果设置电加热装置，则目前通常通过沿管路铺设高度耐温的、矿物质绝缘的电导热体来实现该设置。但是，在如在抛物面槽式太阳能发电设备中所使用的太阳能接收器的情况下，不能应用这种技术，因为各接收器通过抽真空的玻璃罩非常良好地针对环境隔热。因此，接收器目前被电加热，即，管路系统本身在低电压下被加载高强度的电流。但是，这具有如下缺点:在管路连接处会出现变化的传递电阻或者热损。在具有高电阻的部位上存在增加的电加热。而且存在产生不均匀加热和局部温度下降到低于被用作载热介质的盐的熔化温度的风险。
[0007]已知内部导热体并且其在例如斯堪的纳维亚地区在水管路系统防冻方面具有广泛的应用。在此，绝缘的电导热体被松动地放置到被保护的管路系统中。在存在霜冻危险时，导热体防止管路冻结。这种方法在热技术上比从外部加热更有效。但是，这种放置在管路中的导热体不能够应用到输送熔盐的管路。除了高得多的工作温度和熔盐的氧化条件以夕卜，水系统中的内部导体在结冻时提供保护以免体积膨胀。但是，与此不同，熔盐的体积膨胀不发生在结冻时而是发生在熔化时。[0008]特别是在投入运行之前必需加热输送盐的管路系统。如果为此需要为管路系统本身加载电压，则必需在太阳能发电设备投入运行之前将管路系统的总的钢质量加热到明显高于盐熔点的温度。为此需要大量的能量。
[0009]为了在没有熔盐发生固化的情况下操作具有长管路的太阳能发电设备，目前尝试使用具有较低的熔点的盐来替代太阳盐。但是，这具有如下缺点:这种盐具有较低的热稳定性并且使用范围局限于500°C以下的温度。这导致与太阳盐相比较低的太阳能发电设备效率。
[0010]此外，必需将低熔点的载热盐保持在封闭的系统中，这导致另外的花费，因为必须在太阳能电池阵列中铺设惰化装置系统。惰化装置特别是在使用含亚硝酸盐的混合物作为载热盐时是必需的，因为亚硝酸盐在空气存在时会被氧氧化成硝酸盐，并因此会不受控地提高盐的固化。如果使用含钙的盐混合物，则钙会与包含在空气中的二氧化碳反应生成不可溶的碳酸钙。
[0011]此外，可以通过加入元素锂、铷和铯的硝酸盐来降低太阳盐的熔点。但是，这些盐仅可小规模地获得并且在经济方面不能以对于特别是具有热存储器的太阳能发电设备所需的量来使用。
[0012]本发明的目的是提供一种用于输送熔盐的管路，该管路允许使在管路中已固化的载热盐再熔，而不对管路造成损害。本发明的另一目的是通过降低载热盐的工作温度来减小太阳能电池阵列在停止状态下例如在夜间的热耗。
[0013]该目的通过一种用于输送熔盐的管路实现，所述管路具有相对于所存在的温度稳定的管壁，用于加热的导热体在管路的内部中延伸，所述导热体优选不贴靠在所述管路的内壁上。
[0014]通过在管路的内部使用导热体可以使已固化的盐沿着导热体在管路内部均匀地熔化，从而围绕导热体形成通道，熔化的盐能够经由该通道被运走。由此避免由于熔盐体积膨胀而在管路上施加过高的压力。温度沿着导热体均匀分布还使得导热体周围的盐在管路的总长度上同时熔化，并且因此也构成通道，熔盐能够经由该通道流动，并且由此能够平衡压力。
[0015]根据本发明的、引导导热体通过的管路特别是用在太阳能发电设备、例如抛物面槽式太阳能发电设备中。在这种发电设备中，管路通常基本上水平地延伸，即具有小于5°、通常小于1°的坡度。
[0016]这种太阳能发电设备中的各管路分别具有无弯曲的区段，该区段具有至少长达100m、通常长达300m的长度。由于这种长直的区段，可以将导热体铺设到管中，而不必经管弯部引导导热体。
[0017]在一种优选的实施方式中，导热体偏心地布置在管中，其中，在以45°的最大坡度延伸的管路区段的情况下，导热体在向下方向上(与管壁)的距离大于在向上方向上(与管壁)的距离。在管中偏心地铺设导热体避免了在温度引起导热体长度膨胀时产生的、两个固定部位之间的导热体下垂区域导致导热体触及管路的内壁。在该下垂情况下，必需使导热体与管路的内壁不直接接触。为了固定导热体，例如可以使导热体穿过被熔盐流经的管路中的环圈延伸。
[0018]在坡度大于45°的情况下，特别是在管路区段竖直延伸的情况下，优选的是，导热体在管路中央延伸。
[0019]为了避免由于高温已在其长度方面伸长的导热体被熔盐携带走、特别是在流动方向上看时在管路开端处张紧，优选的是，将绝缘体套在导热体上并且将导热体与绝缘体固定在环圈中。由此确保导热体总是在相同的部位处被固定在环圈中。这避免了由于流动的熔盐而使导热体被拉过环圈。由此，能够避免当导热体又收缩时导热体由于在冷却时所出现的应力而破裂。导热体的该收缩特别是在被携带走的部分在熔盐固化时被固定在固化的盐中并且导热体不能再移动时会产生问题。
[0020]作为通过环圈固定导热体的替代，也可以通过弹性的间隔件将导热体固定在管内部。在此，优选特别是分别通过至少三个、优选四个交叉地固定在导热体上的间隔件将导热体固定在管壁中。间隔件能够例如通过螺栓被可释放地固定在管壁上，或者通过焊接被不可释放地固定在管壁上。但是，优选的是，间隔件不与管壁连接。在这种情况下，除了环圈还通过间隔件将导体固定在管路内部。
[0021]在另一替代的实施方式中，在导热体上安装有被悬挂到固定钩中的圈，以将导热体固定在管路中。设置这些圈实现了导热体的固定，其中避免了导热体被流动的熔盐移动。圈在导热体上的固定例如可以通过焊接实现。为此，例如可以将与导热体焊接的套拉套在导热体上并且在套上安装圈。除了焊接在套上以外，也可以使用例如与导热体夹固在一起
的夹套。
[0022]为了在盐熔化时尽可能迅速地形成熔化的盐能够经其流动的通道，优选的是，将导热体构造为具有任何截面的管或通道的形式并且所述管或通道的壁设有开口，熔化的盐能够穿过所述开口流到构造为管或者通道的形式的导热体内部并且在导热体内部被运送。
[0023]除了设有开口的实心外壁以外，替代地并且可能的是，例如将导热体构造为环形的针织物或者纺织物。在这种情况下，也在针织物或者纺织物的内部构成已经熔化的盐能够经其流动的空腔。
[0024]作为将导热体构造为在其内部形成有熔盐能够经其流动的通道的空心体的替代，也可以使导热体具有至少一个在轴向方向上延伸的U形或者V形的凹部。盐将首先在所述凹部中熔化，从而所述凹部形成熔化的盐能够经其流动的通道。具有多于一个U形或者V形的凹部的导热体例如可以具有星形截面。也可能的是，这种导热体例如构造为具有U形截面的通道的形式。
[0025]除了空心体或者具有至少一个U形或者V形凹部的导热体以外，还可以例如设置实心的、以线网缠绕的电导体。在这种情况下，在线网之外形成围绕导热体的通道之前，熔化的盐可以首先在线网中流动。
[0026]除了前面提到的可能性以外，当然也可以将导热体构造为实心的线或者绳的形式。导热体还可以由导电性良好的材料、例如铜或者铝形成，所述材料被耐腐蚀的套管包封。由此避免具有良好导电性的材料在流经管路的盐存在时被腐蚀，由此污染载热盐并且使其耐热性丧失。
[0027]此外，也可以使用例如具有施以电流的芯和电绝缘部的传统导体作为内部导热体，其中，附加地将耐腐蚀的套管安装到电绝缘部上。在这种情况下，作为耐腐蚀的套管的保护性的金属套管也可以用作用于电流的回流导体。替代地，也可以使用具有由高级钢(Edelstahl (根据DIN标准EN10020))制成的外套管的双芯组件。这种绝缘的导热体也可以贴靠在管路的壁上。
[0028]如果使用刚性的导体、例如硬杆，则设置一个或者多个膨胀区域，以便能够补偿由于工作期间的温度波动而引起的膨胀。使用刚性的导体的优点在于，其与柔性导体相比在管路系统内部需要较少的防止沿流动方向移位的保持装置。
[0029]所述导体也可以由多个部段组成，例如每个接收器一个部段，所述区段在装配时例如通过旋拧、焊接或者夹固相互导电连接。分部段的结构还使得能够设想通过切断和重新连接更换列中的接收器。该连接必须构造成实现足够低的过渡电阻。
[0030]如果导热体构造成绳的形式，则将一个或者多个绞合线扭成绳。绳优选为多股的。通过将绞合线扭成绳在绳的中心处形成已经熔化的盐能够经其流动并且因此能够通过其平衡压力的楔形通道。以绞合线扭成绳能够产生在其中心处具有楔形通道的螺旋线圈。使用绳的另一优点是，能够容易地水平地补偿热膨胀。此外，可以通过绳的类型来调节导体的刚度，使得通过相应的扭绞，绳具有近乎于刚性导体的高硬度。这允许设置更少数量的、确保绳不在流动方向上移位的保持装置。
[0031]扭成绳的绞合线可以采取线的形式，即，构造为实心的，或者也可以构造为管。如果绞合线构造为管的形式并且不被高度导电的材料或者流动的载热介质填充，则绞合线分别优选通过焊接在端部闭合。各管优选被填充气体例如空气。管形绞合线中的气体能够提高在熔盐中的上升力。这允许减小为了固定在管中心附近所需的弹性件的保持力。当管形绞合线的平均密度相应于熔盐的1800kg/m3的密度时产生最小的下沉力。管形绞合线可以具有圆形截面或者非圆形截面。非圆形截面例如为卵形或者椭圆形截面。在非圆形截面的情况下，能够使在盐熔化时局部出现的升高的压力被更好地弹性地吸收。此外，非圆形截面增大了楔形的截面积并且由此有利于楔形通道中的压力补偿流动。为了获得非圆形截面，例如可以制造用于构成绞合线的管并例如通过碾压将其压平。另一种以非圆形管构造绞合线的可能性是肾形截面。该肾形截面例如通过在圆的成形芯轴上压缩卷绕圆管获得，由此在绞合线之间实现特别大的楔形通道。因为绞合线被容纳在熔盐中，因此有利的是，对机械地变形的部件进行无应力退火以使腐蚀介入的危险最小化。
[0032]在管形地构造绞合线的情况下，也可以替代电加热或者除了电加热之外为了加热而使用流经管形管道的液态或者气态的载热介质。
[0033]如果管路被用作抛物面槽式太阳能发电设备的太阳能电池阵列中的管路，则该管路通常包括处于内部的、被熔盐流经的管和由玻璃制成的、处于外部的套管。内部的管和由玻璃制成的、处于外部的套管之间的中间腔是抽真空的。内部的管的表面通常构造为吸收太阳辐射并且以这种方式被加热。该热则从处于内部的管传递到流经管的载热介质上。所述区域通常也被称为接收器。
[0034]在太阳能发电设备中，管路通常U形地延伸，其中，管路的一个腿/分支与入口连接并且第二腿/分支与出口连接。管路的腿在通常至少IOOm的距离上、优选在至少300m的距离上无弯曲地延伸。在与入口和出口对置的一侧上，两个腿相互通过跨接的管件连接。熔盐则通过弯曲部流到该跨接件中并且从该弯曲部流到水平的构成第二腿的第二管路中。在一种优选实施方式中，用于流动转向的管弯部分别具有沿所述管路的方向继续的管路区段，其中，所述管路区段被封闭件封闭并且导热体穿过管路区段的该封闭件延伸。为了在绝缘的导热体工作时没有电压传递到所述管路上，通常通过穿过管路的封闭件的绝缘装置引导导热体。该绝缘装置同时用于密封。
[0035]管路区段的封闭件例如可以构造为封闭凸缘/盲凸缘。也可以使用任何承受在管路中出现的压力的其他盖件。但是优选封闭凸缘。
[0036]无论导热体的种类和形状如何,优选在导热体的端部上安装圆杆。该圆杆例如可以通过焊接连接，螺纹连接或者夹固连接与导热体连接并且绝缘或者不绝缘地与管路连接。在此，该连接必须构造为使得圆杆良好导电地与导热体连接。如果管路区段的封闭件为封闭凸缘，则为了获得例如电绝缘或者非绝缘的固定，圆杆在填充套结构(密封套结构，Stopfbuchs-konstruktion)中被引导和固定。为了在绝缘的导热体的情况下防止电流传导到管上，电绝缘地构造填充套结构的填充套包装。该填充套包装实现了圆杆与导热体的进入管路中的绝缘套管之间的间隙。在该间隙上可以施加低至0.7V的电压。尽管有该低电压，但在该间隙中和在该间隙附近具有高的电场强度。当管路系统被导电熔盐填充时，高的电场强度使得电流流向管路壁并且在管路壁上流动。
[0037]管路内部的内部导体在其进口处的例如通过封闭凸缘形成的完全电绝缘抑制不希望的电流。电绝缘例如可以在填充套的区域中或者在面密封装置的区域中建立。如果使用面密封装置，则还使用电绝缘的螺接装置。
[0038]由于电绝缘的材料通常不耐受在管路内部由于熔化的熔盐而占主导的温度，因此可以通过合适的隔热材料来产生温度梯度。例如，可在管路中的封闭凸缘的区域中包括用于隔热的纤维材料。例如可以使用石英纤维纺织物作为所述纤维材料。固定在导热体上的圆杆穿过电绝缘并耐高温的、例如由陶瓷或者碳化娃制成的套延伸。在由陶瓷或者碳化娃制成的第一套上连接不必再耐受这么高的温度的第二电绝缘套。例如聚四氟乙烯(PTFE)或者其他高温塑料适合作为用于第二套的材料。两个电绝缘套均被另一套包封，该另一套终止于凸缘中。该凸缘通过带有第二凸缘的电绝缘装置封闭。为了使圆杆通过封闭的凸缘，使用被密封装置密封的填充套。由于所使用的绝缘材料，填充套区域中的温度很低，从而使得密封装置能够由标准材料制造。
[0039]如果使管路中的固化的盐熔化，导热体在进口的区域中仅可产生少量的热，以便不危及温度梯度的形成。这例如可以如此实现，即，使导热体在其进入到管路的区域中与在固有的加热区域中相比具有较低的电阻。较低的电阻例如可以如此实现，即，使导热体进入的圆杆构造为与加热区域中的导热体相比具有较大的直径。附加地和替代地，导热体在进入管路的区域中包含具有特别好的导电性的材料，以避免导热体在进入管路的区域中的加热。合适的具有良好导电性的材料例如为铜或者铝。在此，导热体在进口的区域中可以完全地或者部分地由具有良好导电性的材料制成。例如可将进口区域中的导热体设计成包含实心的铜芯。
[0040]作为圆杆的替代，也可以使用具有任意其他截面的杆。但是，优选圆杆。
[0041]内部导体也可以被不绝缘地安装到管路系统中。在这种情况下，进口处可不包括任何绝缘措施。这在例如太阳能环路的各管路区段不通过凸缘连接装置相互连接而是相互焊接时特别有利。此时不再能够通过各管路区段的绝缘来控制整个管路的电阻。如果导热体不相对于相互焊接的管路区段电绝缘，则在施加电压时，电流流经各管路区段和内部导体的比例正比于管路的电导率与导热体的电导率之比。相应于该比例在管路和在导热体上产生热。通过选择足够大的导热体截面和选择用于导热体的具有非常好的导电性的材料、例如铜或者铝，可以使导热体的电阻减小并且电导率增加到如下的程度，即，使得电流被足够强地引入到内部导体中，并且热的形成以如下的程度被集中到设置在管路内部的导热体上，即，使得内部导热体与管路相比被更快地加热。内部导体的更快的加热的传导需要管路通常具有比内部导体明显更大的质量以及因此具有明显更大的热容。
[0042]在具有不绝缘的导热体的这种布置结构中，在整个管路上不产生导热体与管路之间的电势差。管路可相对于承载管路的设备框架电绝缘。
[0043]为了使导热体不被流经管路的熔盐损坏，导热体优选由相对于所使用的盐、特别是相对于硝酸盐耐腐蚀的材料制成。替代地，可与如前面已经说明的为导热体设置耐腐蚀的套管。如果导热体由耐腐蚀的材料制成，则特别适合使用高级钢，例如优选Stl.4571和Stl.4541型钢，但是也可以是Stl.4301或者基于镍的钢如St2.4856。
[0044]如果使用高级钢，例如Stl.4571，则首先在导热体上形成钝化的、防止腐蚀的、大约15 μ m厚的金属氧化物层/金属硝酸盐层，该层对电流产生相当大的电阻。该保护层的电阻有助于对导热体系统的电势的控制。即使传导盐上的小的电压也能够触发导致腐蚀性沉积的电极过程。该电极过程可以从一确定的极限电压开始。防止腐蚀的保护层通过过压产生保护并且因此提高系统的分解电压。
[0045]在管路内部使用导热体允许操作保持在管路中所使用的载热介质的高熔点之上。这使得也可使用盐混合物作为载热介质，该盐混合物与之前所讨论的盐混合物相比具有较高的熔点。例如可以使用硝酸盐混合物，其包含硝酸钠作为主要成分。这具有如下优点:能够很大程度上节省能用于生产钾肥的钾储备。所谓的“太阳盐60”目前包含按重量计60%的硝酸钠和按重量计40%的硝酸钾。硝酸钠在盐中的份额可提高到按重量计80%或者甚至超过按重量计90%及更高。盐的熔点相应地从在按重量计40%的硝酸钾和按重量计60%的硝酸钠的混合物的情况下的235°C升高到在按重量计80%的硝酸钠和按重量计20%的硝酸钾的混合物的情况下的273°C和在按重量计90%的硝酸钠和按重量计10%的硝酸钾的混合物的情况下的293°C。在使用纯硝酸钠的情况下熔点为306°C。
[0046]除了熔盐的化学计量成分以外，内部导体与熔盐结合具有很大优点。固化的、高熔点的晶体比周围的熔盐比重大并且沉向管路的底部。大晶粒的下沉速度大于小晶粒的下沉速度。可以想象晶粒在管壁上的附着和其覆盖，但是，在绝缘良好的管中迄今没有观察到这种情况。在管的弯曲部，高熔点的晶粒在较低的位置处分离。在此，这种分离的程度取决于管路绝缘的质量。非常好地绝缘的、熔化物在长时间范围内缓慢地固化的管路与不那么好地绝缘的管路相比会表现出更大的分离。
[0047]但是，下沉的、高熔点的晶粒不能完全排除低熔点的熔化物。更确切地说，在管路较低区域中存在大量的高熔点晶粒，但是在它们的间隙处还存在低熔点的物质。在完全固化时形成由具有不同熔化温度的晶粒组成的不匀质的混合物。
[0048]在加热这种混合物时，具有低熔点的晶粒首先熔化。所产生的熔化物首先完全浸润具有较高熔化温度的晶粒的组合物。在此，所产生的两相混合物起先几乎不丧失其任何机械稳定性。仅当进行支承的晶粒的组合物的具有较高的熔化温度的部分熔化时，该混合物才转变为可泵的形式。对于在太阳能发电设备中的应用，这意味着具有在其中具有固化的熔盐的管路必须在能够达到无害的可泵性之前被加热超过预期的熔点(在太阳盐60的情况下为242°C)。[0049]通过含有高比例硝酸钠的晶粒的选择性结晶以及其下沉到管路的较低区域中，处于上部的剩余熔化物在硝酸钠含量方面被贫化。这种贫化一直持续到在熔化物中达到共晶浓度比例。剩余熔化物则以这种浓度比例在管路系统的上部区域中固化。
[0050]通过在管路内部使用导热体，经济并可靠地实现了这种固化结构的熔化。
[0051]特别是在水平的管路线路的情况下，可以将导热体有目的地放置在管路的上部区域中。在该处，导热体被具有增加的比例的并具有低熔化温度的晶粒、即共晶系统的晶粒的混合物围绕。此外，在管路的上部区域中会出现大量空腔。在该处能够以相对简单的方式实现可能降低在加热时产生的水平压力差的熔化物通道。
[0052]由于例如如前所述的太阳盐60的固化结构，几乎不可能限定盐混合物中的熔盐的有意义的熔点。例如，熔化在221°C的温度下已经开始，但是，最后的晶体在高于280°C的温度时才消失。
[0053]因为管路通常除了固有的管路区段以外还包含配件，例如阀，还必需相应地加热阀，以确保其功能并且在熔盐熔化膨胀时不使其损坏。为了加热阀，例如可以直接由内部导热体从内向外加热静态封闭元件的区域，由此使阀中的盐熔化。在此，导热体从阀的两侧直接连接到静态封闭元件上。如果在该处需要电阻匹配，可以围绕该静态封闭元件铺设以环的形式的良好导电体。在此，该环优选以如下方式装配到阀体中，即，该环不削弱阀结构的承载部件。通过针对阀体电绝缘，导热体的被释放的热集中到阀座上。替代地，也可由具有非常好的导电性的材料、例如铜来制成该环。阀中的加热环优选在其电阻值方面与导热体的值匹配。在此，该环构成导热体的在阀区域中的部分。除了使用阀以外，例如在瓣阀或者滑阀的情况下，还可以使用具有其他配件的类似结构。在此，该环分别具有熔盐经其流动的套管的几何形状。
[0054]本发明的实施例在附图中示出并且在以下说明中进一步阐明。
[0055]在附图中:
[0056]图1示出抛物面槽式太阳能发电设备的太阳能电池阵列的示意图，
[0057]图2示出具有凝固的熔盐的管路区段，
[0058]图3示出具有在其中固化的太阳盐60的管路的剖切面，
[0059]图4示出太阳能环路中的导热体的示例性走向，
[0060]图5示出在其中延伸有导热体的管路区段，
[0061]图6示出经过管的流动对不固定的导热体的影响，
[0062]图7示出导热体与绝缘体在环圈中的固定，
[0063]图8示出导热体与圈在钩上的固定，
[0064]图9示出在固化的盐中形成的沿着导热体的通道
[0065]图10示出导热体在用于流动转向的管弯部的区域中的固定
[0066]图11示出内部导体在具有180°弯曲的端部件处的设置，
[0067]图12示出弯折90°的管路的替代方式
[0068]图13示出具有多个部段的管路区段的截面，
[0069]图14示出导热体和管壁之间的寄生电流的走向，
[0070]图15A至15E示出不同导热体的几何形状的截面，
[0071]图16示出具有膨胀补偿的刚性导热体，[0072]图17示出具有由弹性的间隔件保持的导热体的管路的截面，
[0073]图18示出所述管路沿着图17中的线A-A’的剖切面，
[0074]图19示出所述管路沿着图17中的线B-B’的剖切面，
[0075]图20示出构造为绳并且完全不绝缘地位于由焊接的管路件组成的长管路中的导热体，
[0076]图21示出构造为绳的导热体，其穿过封闭凸缘延伸，
[0077]图22A至22C示出构造为绳的不同导热体的截面，
[0078]图23示出使导热体通过封闭凸缘的一种替代方案，
[0079]图24示出导热体被设置在可移动的管连接装置中，
[0080]图25示出在其中设置有导热体的阀的截面，
[0081 ] 图26示出图25中的阀的俯视剖切面。
[0082]图1示出抛物面槽式太阳能发电设备的太阳能电池阵列的示意图。
[0083]抛物面槽式太阳能发电设备的太阳能电池阵列I具有多个太阳能环路3。太阳能环路3分别由被载热介质流经的管路5构成。根据本发明，作为载热介质使用的是熔盐，优选使用太阳盐，即，由硝酸钾和硝酸钠以40:60的比例组成的混合物，或者具有44:56的混合比例的共晶系统。
[0084]在太阳能环路3中，载热介质借助于照射的太阳能被加热。为此，管路5分段式地被玻璃管7包封。管路5和玻璃管7之间的空间被抽真空。在玻璃管7的下方还存在抛物面槽，照射的太阳光在该抛物面槽中被反射并且被偏转到玻璃管7上。照射到玻璃管7上的射束将热量传导到流经管路5的载热介质上，由此使载热介质被加热。
[0085]流经太阳能环路3的管路5的载热介质流入收集器9中并且从该收集器9继续流入载热介质出流口 11中。流过载热介质出流口 11的载热介质通常被引导到热交换器中，在该热交换器中，热量被释放到蒸汽回路上，通过该蒸汽回路例如使用于产生电能/动力的涡轮运行。离开热交换器的、被冷却的载热介质通过载热介质输入口 13被引导到分配器15中并且从分配器15被引导到太阳能环路3的管路5中。
[0086]由于熔盐的高熔点，当太阳能发电设备不运行时，所述熔盐通常固化。例如在过少的太阳光照射抛物面槽时、例如夜间总是发生这种情况。当例如需要进行维护作业时，也必须暂停操作。
[0087]在停止运行期间，流经管路5的熔盐可能固化。这例如针对图2中的管段示出的。
[0088]熔盐在管路5中固化时通常发生体积收缩。这导致在管路5中形成真空气泡17。真空气泡17在此处于固化的盐19内部。
[0089]如果试图使固化的盐熔化，可能的是，如果恰巧在产生具有体积膨胀的熔化的部位与真空气泡17之间具有大的空间距离，则可能不具有足够的体积平衡来降低所产生的压力。于是，由于盐的熔化而产生的这种体积膨胀会导致管路5的损坏。
[0090]在图3中示例性地示出固化的太阳盐60的形态，也就是说由按重量计60%的硝酸钠和按重量计40%的硝酸钾组成的盐混合物。
[0091]在太阳盐60固化时，富含硝酸钠的、具有大约280°C的熔化温度的结晶体在大约244°C时首先固化。硝酸钠形成在管路区段47内部向下沉的晶粒。在此，下沉速度特别是取决于晶粒变得多大。晶粒的大小取决于固化速度。由于由硝酸钠构成的晶粒下沉，晶粒的浓度在管段53内部向上地降低。由于盐的体积收缩，在固化的盐19的内部形成间隔开的空腔。在固化的盐19的表面上形成泡沫状区域20，在所述区域中太阳盐60的共晶组成固化。该区域通常不包含任何硝酸钠晶粒。在泡沫状区域20上方形成有真空气泡17。所述结晶体聚集到管路区域的流可达到的下部区域中。空腔优选在管路区域的流可到达的上部区域中形成。
[0092]为了获得熔盐在管路5内部的均匀熔化，根据本发明，经管路5布置有具有均匀的电阻率的导热体21。这在图4中示例性地示出。
[0093]根据本发明，导热体21在管路5的内部延伸。在此，导热体例如构造为电阻线。在施加电压时，导热体21升温并且导热体21周围的盐熔化以形成围绕导热体21的通道。
[0094]通过主供电装置23为导热体21供电。由主供电装置23分支出用于导热体21的供电线25。在变压器27中，供电电压被变压为加热管路5中的熔盐所必需的电压。可以将多个加热环路连接到一个电压供应装置上。电压供应装置与环路相继接通并且相继加热环路。
[0095]为了能够简单地安装导热体21，导热体优选在U形地延伸的管路5的一腿的端部处从管路5引出并且与从第二腿中引出的导热体导电地连接。由此，能够避免复杂的铺设，特别是是在可移动的、需要许多用于导热体21的支承装置的集流器管路5的情况下。
[0096]特别优选的是，为了加热而使用具有由不接地的变压器27产生的浮动的交变电势的电加热线路。浮动的交变电势具有在安全性方面的优点。例如能够容许在环路中有绝缘故障。
[0097]接收器本身要保持电绝缘。接收器也要相互绝缘。通常绝缘体的电阻比导热体的电阻大10倍即足够。这样，例如如果导热体具有小于0.1欧姆的优选的小电阻，对于接收器而言，一欧姆的电阻通常已足以用于充分绝缘。导热体的绝缘状态例如可以通过在线电阻测量来监控。
[0098]在图5中示出具有在其中延伸的导热体的管路区段。
[0099]导热体21在管路5中例如如图5中示出的那样被悬挂地固定。为此，导热体21例如可以穿过环圈29延伸。在此，环圈29例如被悬挂地固定在管路5的上侧上。
[0100]导热体21优选在管路5中偏心地设置，其中，与管路5的上侧的距离选择为小于与管路5的下侧的距离。偏心地铺设导热体21避免了导热体21在加热时以及伴随的长度膨胀时与管壁发生接触。在此，导热体21的下垂与温度特别相关。温度越高，长度膨胀越大，并且导热体21下垂越厉害。
[0101]除了在图5中示出的通过环圈29固定以外，替代地并且可能的是，例如使用弹性的间隔件。在此，弹性的间隔件优选以交叉的形式布置在管路5中并且导热体21在所述交叉的交点处延伸。
[0102]偏心地将导热体21布置在管路5的上部区域中的另一优点还在于，真空气泡17通常在管路5的上部区域中出现。在加热导热体21和伴随地管路5中的盐熔化时，沿着导热体21迅速地形成液体通道。通过所形成的这种通道能够将由于熔化时的体积膨胀所可能产生的压力排散到起卸放作用的真空气泡17处。
[0103]然而，如果导热体21在环圈29中不固定则可能导致导热体21与流经管路5的熔盐一起流动直到导热体在管路5中被张紧。这在图6中示例性地示出。仅在端部上、也就是说在导热体21的固定位置的紧上游形成可能会接触管路5的大的弯曲线31。
[0104]导热体21张紧使得构成弯曲线31的另一缺点在于，在熔盐固化的情况下，这种导体移位可导致导热体21的非常大的机械负载，从而导致机械损坏。导热体在盐固化时被固定在其位置中并且开始由于熔盐温度下降而收缩。由此，在导热体21的已被张紧的部分上作用有强烈的拉力。
[0105]为了避免导热体21的这种移位，导热体优选轴向地固定在管路5中。
[0106]导热体21的可能的固定在图7和8中示例性地示出。
[0107]在图7中示出导热体通过绝缘体被固定在环圈中。
[0108]为了固定导热体21，例如可以为导热体21设置绝缘套33。在此，绝缘套33以使绝缘套不可移位的方式与导热体21连接。为此，例如可以将绝缘套33夹固到导热体21上。替代地并且可能的是，将绝缘套33例如通过旋拧可释放地与导热体21连接，或者例如通过焊接不可释放地与导热体21连接。
[0109]绝缘套33在一侧具有扩宽部35。为了使导热体21被固定在管路5中，导热体21与套在其上的绝缘套33穿过在管路5中固定的环圈29延伸。绝缘套33则以扩宽部35抵靠在环圈29上，使得绝缘套33不能够穿过环圈29滑动。为了避免在进行操作时滑动穿过(环圈)，扩宽部35定位在环圈29的迎着载热介质流的一侧上。
[0110]如果意图使流动反向或者以载热介质能够在任意方向上流动的方式操作太阳能环路3，替代地并且可能的是，在导热体21延伸穿过环圈29之后在与扩宽部35对置的一侧上安装另一扩宽部。
[0111]导热体21的替代的固定在图8中示出。
[0112]在图8中示出的实施方式中，在导热体21上安装有圈37。圈37可以被悬挂在钩39中，钩39可具有例如如图8中所示的盘绕形的构型。通过盘绕形地设计的钩39避免了圈37在进行操作时由于不同的流动影响而脱开。
[0113]圈37例如可以借助于套41被固定在导热体21上。在此，套41例如为与导热体21连接的夹套。套41的固定例如可以通过夹固或者通过焊接或旋拧来进行。
[0114]特别优选的是，套41和/或圈37由绝缘材料制成。
[0115]使用绝缘套33 (如在图7中所示的)或者使用由绝缘材料制成的圈37和套41具有如下的优点，没有电流从导热体21流到套29或钩39上。以这种方式能够降低通过经由导热体21在管路5上的固定而流过的寄生电流。
[0116]在图9中示出在固化的盐中形成的沿着导热体的通道。
[0117]如果在太阳能发电设备的不期望的停止状态之后，例如在夜间断电的情况下，盐在管路5中已固化，则为了重新投入运行首先对导热体21供应电压，由此，导热体被加热。在被加热的导热体21周围，包含在管路5中的盐开始熔化。在导热体21中操作均匀电流的情况下，盐均匀地熔化，并且在那里形成通道43。熔化的盐能够经通道43流动，由此，能够减小由于盐熔化时的体积增加所产生的压力。
[0118]通过允许盐经通道43流动来避免压力增大能够避免在太阳能发电设备投入运行时对管路5的损坏。
[0119]使用导热体21还可以在存在不希望的停止状态的情况下省去清空管路5以及相应地省去清空整个太阳能电池阵列I。也不必作为清空管路5的替代而完全防止盐固化。导热体仅须保持空出足够大的流动通道。
[0120]此外，内部的导热体在环路清空之后重新启动的情况下提供很大的优点。一方面，当仅导热体已经明显超过熔化温度而管路系统没有明显超过熔化温度时，可容许流到管路系统的流动。另一方面，在导热体的总长度上一致的电阻率确保不存在冷点。
[0121]导热体在用于流动偏转的管弯部的区域中的固定在图10中示例性地示出。
[0122]如从图1可见的，太阳能环路3通常以U形形式构造。在此，两个管路5构成U形太阳能环路3的腿，其中，构成腿的管路5在背离收集器9或分配器15的一侧上通过横跨的管相互连接。熔盐流经U形太阳能环路3的一个腿，随后流经连接两个腿的、横跨的管件并且经由第二管路5流回收集器9。为了避免在熔盐流动转向的区域中将导热体21费事地安装在腿的端部上，有利的是将为了流动转向而使用的管弯部45构型为T形件并且设有沿管路5的方向继续的管路区段47。管路区段47由封闭件49封闭，并且导热体21延伸穿过封闭件49。
[0123]例如封闭凸缘适合作为用于管路区段47的封闭件49。
[0124]为了避免电流经管路区段47流至管路5，导热体21以绝缘的方式延伸穿过封闭件49。延伸穿过封闭件49的导热体21则可以连接到合适的电势供应装置上。替代地并且可能的，如图4中示出的，两个相邻管路5的两个导热体分别相互连接。
[0125]熔盐经由两个如在图10中示出的管弯部偏转180°的情况在图11中示出。
[0126]为了能够加热管的内部，首先以绝缘的方式使导热体21沿着管路5穿过封闭件49延伸。旋转90°的管路区段121与管路5连接。类似地使导热体21经过旋转90°的管路区段121延伸。为了为既在管路5中又在旋转90°的管路区段中的导热体21供电，绝缘地穿过封闭件49延伸的各导热体的端部通过外部的布线119相互电接触。
[0127]以相同的方式，相对于旋转90°的管路区段121也旋转90°的第二管路5连接到旋转90°的管路区段121上，从而总体上实现180°的转向。在这个部位上导热体21也分别穿过管路端部的封闭件49延伸并且通过外部的布线119相互电连接，从而能够通过处于内部的一个导热体21总体地加热所有被熔盐流经的管段。
[0128]在图12中示出弯转90°角的管路的替代方式。导热体21通过拉紧装置122被保持在管的中心。拉紧装置122通过夹固或者焊接被固定在导热体21的拐角处。这种结构可以使内部的导热体跟随载热介质的流动方向。相比于图11中示出的实施方式，省去了管路连接件和外部的布线。
[0129]在图13中示出经过具有多个部段的管路区段的截面。
[0130]太阳能发电设备的太阳能环路3通常被分成多个部段51。这些部段51中的每一个具有被玻璃管7包封的管路区段53。在此，对应的每个部段51用作用于接收太阳能的接收器。
[0131]各个管路区段53通常由具有良好导电性的金属、例如由高级钢制成。为了将从导热体21到管路5的可能的寄生电流限制在局部，优选的是，各个管路区段53被绝缘体55相互分开。用于绝缘体55的材料选择为与用作导热体21的导热体的电阻相比具有更大的电阻的材料。耐热陶瓷、矿质纤维密封件或者云母密封件特别适合用作用于绝缘体55的材料。
[0132]除了绝缘体55，各个部段51通过机械的连接装置或补偿器57相互连接。需要机械的补偿器57来补偿管路5在运行中的长度膨胀。
[0133]尽管绝缘的导热体21能够通过绝缘体被固定在管路5的内部，如在图7和8中示例性地示出的，但是有利的是，将图13中示出的一部分绝缘体55放置在太阳能环路中，以防止所馈入的寄生电流在管系统中累积。
[0134]除了在太阳能环路3的管路5中使用以外，根据本发明的用于管路5的内部加热的导热体21还可以用于加热收集器9、分配器15、载热介质出流口 11和载热介质输入口 13以及其他所有被熔盐流经的管路。在使用柔性的导体的情况下，还可以用在柔性的软管管道中。
[0135]因为金属的电阻通常与温度有关，因此此外还可以将导热体21用于测量内部导热体的平均温度以及间接地测量管路5中的熔盐的平均温度。这在将具有与温度非常相关的电导率的材料用于导热体21时特别有利。
[0136]导热体21的以图13中示出的实施方式的固定分别在部段51的开端处通过如在图8中示出的圈37和钩39实现。通过钩39固定确保导热体21不在部段51内移位。导热体21在对应管路区段53内的固定例如通过弹性的间隔件59进行。在此，可以在部段51的管段53中的一个或多个位置处设置通过弹性的间隔件的固定。在此，弹性的间隔件59优选为了安装而被推入管中并且不与管壁连接而是仅抵靠管壁被支承。
[0137]高耐热钢、例如St2.4668或者Inconel X750优选作为用于弹性间隔件59的材料。
[0138]寄生电流在导热体和管壁之间的流动在图14中示例性地示出。
[0139]在绝缘的导热体21不被绝缘地固定的情况下，例如在使用弹性的间隔件59的情况下，电流通过弹性的间隔件59流到管路5上。这示例性地以虚线箭头示出。所产生的寄生电流61导致加热功率不作用在导热体21上，而是作用在其他部位、例如管路5的壁上。只要通过导热体21的电流占主导，虽然寄生电流61降低加热效率，但是其不危及导热体21的加热功能。
[0140]除了经由固定装置流到管壁的寄生电流61以外，还产生由于管路5中的熔盐的高导电性而经过熔盐的电流。这示例性地通过箭头63示出。如果管路5的壁被固化的、具有低导电性的盐覆盖，则通过熔盐的电流63很大程度上减小。
[0141]在将高级钢用于导热体21的情况下，通过通常形成在高级钢上的大约15μπι厚的、钝化的金属氧化物/金属硝酸盐层来减小通过熔盐的寄生电流63，其中，金属氧化物/硝酸盐层对电流产生显著的电阻。
[0142]此外，所施加的电压还可能由电化学反应而引起腐蚀。出于这个原因，必须确保导热体21与管路5的壁之间的电压低于发生电化学反应的极限电势。
[0143]合适的导热体的几何形状的例子在图15Α至15Ε中示出。
[0144]导热体21例如可以如图15Α中示出的那样构造为管形绳。在此，导热体21优选由钢网构成。在构造为管形绳65形式的导热体21的工作期间，首先是导热体21内部的盐熔化，由此，在导热体21内部形成通道，熔盐能够流经所述通道。导热体21周围的、熔化的盐能够通过形成管形绳65的网中的开口流入内部通道67。
[0145]作为如图15Α中示出的管形绳65的替代，也可以将导热体21构造为管69的形式。在这种情况下还有利的是为管设置穿孔，熔盐能够通过所述穿孔流入管的内部。在此，在图15Β中示出的导热体21的工作方式很大程度上对应于在图15Α中示出的导热体21的工作方式。
[0146]在图15C中示出具有星形截面的导热体。这种星形截面具有V形的凹部71。在导热体21工作时，盐首先在V形的凹部71中开始熔化，从而在V形的凹部71中分别形成通道，熔盐能够通过所述通道流动。
[0147]除了图15C中示出的为五角星的实施方式以外，还可以具有任何其他数目的V形凹部和相关的角。除了 V形的凹部以外，也可以替代地例如设置U形凹部。
[0148]在图15D中示出构造为杆73的导热体，其中，杆73被网75、优选导电的线网包封。在如在图15D中示出的那样构造的导热体工作时，首先在网75中形成熔盐能够流经的通道。随后形成导热体21周围的通道。
[0149]在图15A至I?中示出的实施方式分别需要由不被流经管路5的熔盐腐蚀的材料制成的导热体。在此，所述材料例如为高级钢，例如Stl.4571或者Stl.4301。
[0150]但是，高级钢与例如铜或铝相比具有较差的导电性，然而铜或铝通常容易在所使用的盐中腐蚀。为了能够使用比高级钢导电更好的材料制成导热体，例如可以如图15E中示出的那样设置由具有非常好的导电性的材料、例如铜或铝制成的芯77，所述芯被耐腐蚀的层79包封。在此，耐腐蚀的层79例如也可以为耐腐蚀的、与芯77导热良好地连接的管。这种结构提供了使内部的导热体完全无电绝缘措施地在管路中工作的选择。
[0151]具有如图15A至15E中示出的截面几何形状的导热体可以为柔性的或者刚性的导体。如果导热体21构造为刚性的导体，则有利的是，设置膨胀区域81以补偿由于温度波动产生的长度变化。具有膨胀区域81的刚性的导热体示例性地在图16中示出。在此，膨胀区域81构造为波形的。除了这里示出的波形的形状以外，任何其他能够实现长度补偿的几何形状都适合于膨胀区域的形状。
[0152]在图17至19中示出在管路中通过弹性的间隔件被保持的导热体。
[0153]弹性的间隔件59优选交叉地布置。但是，替代地并且可能的是，例如仅设置三个弹性的间隔件59，在这种情况下，弹性的间隔件59中的一个优选竖直地取向。在此，竖直地取向的弹性的间隔件可以被布置在导热体21下方或者导热体21上方。
[0154]用于将弹性的间隔件59固定在导热体21上的一种可能方式在图18中示出。为了固定，例如可以使用套83夹固弹性的间隔件59。为此，套83被推到导热体21和弹性的间隔件59的端部85上。也可以例如通过将套83焊接到导热体21上而进行附加的固定。
[0155]弹性的间隔件59的背离导热体的端部87优选弯成支脚89。在此，支脚89例如可以构造为环圈的形式。弹性的间隔件59通过支脚89被支承在管路的壁上。这在图19中示出。如在图17至19中示出的弹性的间隔件59的使用用于将导热体21保持在管路5中的预先给定的高度。弹性的间隔件59仅通过其弹性压力以其相应的支脚89被压靠在管路5的壁上使得可以使弹性的间隔件59随熔盐的流动一起在管路5中运动。因此，优选的是，如图13中示出的，以均匀的间距优选在每个接收器中至少设置一次如在图7和8中示出的用于导热体21的保持件。
[0156]仅通过将支脚89压靠在管路5的壁上来定位弹性的间隔件59具有如下的优点:导热体21连同弹性的间隔件59能够在需要的情况下被简单地从管路5中拉出。这在例如需要维修的情况下是必需的。
[0157]除了图19中示出的支脚以外，也可以以任何其他允许保持在管路5中的形式构造弹性的间隔件59的背离导热体的端部87。
[0158]此外，也可以不仅通过弹性的间隔件59在管路5中的压紧力来保持该弹性的间隔件，而且可以例如通过旋拧将弹性的间隔件59可释放地固定在管路中，或者可以例如通过焊接将弹性的间隔件59不可释放地固定在管路中。
[0159]在图20中示出包括通过焊接相互连接的管路区段53、例如太阳能环路的接收器的长管路5。如果导热体21不相对于相互焊接的管路区段53的串电绝缘并且施加电压，电流Ia流经管路区段53的串并且电流Ii流经内部导体，电流强度IiAa的比值为管路5的电阻相对于导热体21的电阻的比值。相应于所述比值，在管路5上以及在导热体21上产生热。通过选择导热体21的截面和选择导电非常好的材料、例如铜或铝，能够使导热体21的电阻低至如下的程度，即使得被引入到导热体21中的电流足够强，并且热输出集中在导热体21上。
[0160]在这里示出的布置结构中，在整个管路5上在导热体21与管路5之间不形成电势差。管路5应相对于在这里未示出的承载管路5的设备架电绝缘。
[0161]在不绝缘的内部导热体的情况下，可以简单地通过夹固螺接装置将导热体21引入管内空间。
[0162]在图21中示出构造为绳的、具有穿过封闭凸缘的套管的导热体。
[0163]在这里示出的实施方式中，导热体21采用绳91的形式。在此，绳91由多股绞合线93扭成。
[0164]在此，绳例如可以由三股绞合线、如图21中所示地制成，或者也可以由一个或者两个或者大于三股绞合线制成。
[0165]为了将构造为绳91的导热体21固定在管路区段47的端部件上，绳91与圆杆95连接。绳91与圆杆95的连接例如通过焊接或者替代地通过旋拧或夹固来进行。在夹固连接的情况下，圆杆95被夹固到绳91上。在这里示出的实施方式中，绳91通过焊接部97与圆杆95连接。
[0166]圆杆95穿过填充套套管99被引导通过封闭凸缘101，管路区段53通过该封闭凸缘被封闭。为了固定圆杆95，填充套套管99包括密封部103。该密封部通过夹套105被固定。
[0167]在圆杆95上可以施加电压，以对构造为绳91的导热体21供以电压。
[0168]在图22A至22C中示出构造为绳的导热体的不同截面。
[0169]在此，在图22A至22C中示出的绳91分别由三股绞合线93组成。
[0170]在图22A中，绞合线93具有实心构型。在各单独的绞合线之间形成楔形通道107，在再熔时，熔化的盐能够通过所述楔形通道流走。
[0171]在图22B中示出的实施方式中，绞合线93构造为被压平的管。通过压平形成与图22A中示出的实施方式相比更大的楔形通道107。在图22C中示出的实施方式中获得甚至更大的楔形通道107，其中，扭成绳91的各绞合线93具有肾形形状。
[0172]用于使导热体延伸穿过管路的端部段的替代实施方式在图23中示出。
[0173]为了由传统的材料制造密封部、特别是由常规聚合物材料制成密封环，必要的是实现沿着导热体和圆杆的温度梯度。通过使管路5的被圆杆95穿过的端部不那么好地绝缘来调节该温度梯度。此外，导热体21的套管的内部隔热有助于所述梯度的形成。内部隔热例如可以通过使用例如具有高达580°C的耐热性的陶瓷纤维来实现。相应的使用陶瓷纤维的填充以附图标记109标示。
[0174]圆杆95首先被由电绝缘并耐温的材料、例如陶瓷或者碳化硅制成的第一套包封。第一套111优选具有高达580°c的耐温性。
[0175]第一套111与第二套113相接。第二套113也由电绝缘材料制成，但是，该电绝缘材料可以具有较低的耐温性。例如高达260°C的耐温性即足够。例如高温塑料如PTFE可用于作为制成第二套113的材料。
[0176]第二套113则与填充套套管99相接。为此，填充套套管99在管路的端部处固定到凸缘115上。
[0177]所使用的圆杆95优选包含具有良好导电性的材料。在此，圆杆可以完全由具有良好导电性的材料制成或者替代地设置有导电良好的芯、该芯由导电不那么良好的材料例如钢包封。例如铜或者铝适合作为具有良好导电性的材料。特别优选地，使用具有铜芯的圆杆95。
[0178]在图24中示出导热体在可移动的管连接装置中延伸。
[0179]除了如图10和11中示出的流动转向以外，替代地并且可能的是，为了流动转向例如设置可移动的管连接装置。在此，管弯部117由柔性材料制成。为此，例如可以将管弯部构造成具有波形的或者锯齿形的壁，以获得必要的柔性。
[0180]为了能够使在管弯部117中凝固的盐再熔，还必须使导热体21在管弯部117中延伸。为了避免导热体与管弯部117的壁产生接触，导热体21例如通过如在图17和18中示出的、弹性的间隔件59被固定在管路中。各弹性的间隔件59的间距选择为，使得即使在管连接装置弯曲的情况下导热体21也不与管壁接触。
[0181]除了在太阳能环路端部上的转向以外，如图24中示出的可移动的管连接装置例如也可以被包括在各太阳能接收器之间，以使管路与分别处于朝向太阳的最优位置的接收器适配。
[0182]如果除了柔性的管弯部还设置如图24中示出的以90°转向，则有利的是，将导热体从例如在图21和23中示出的封闭凸缘中的管路区段47引出管路，并且在端部处使导热体与外部的布线119导电地连接。以90°转动的管路区段121也终止于封闭件49中，该封闭件例如为封闭凸缘，导热体21穿过该封闭件延伸，然后延伸通过可移动的管连接装置。
[0183]除了转向和可移动的管段以外，还通常在管路中包含配件例如阀。阀的截面与设置在其中的导热体在图25和26中示例性地示出。
[0184]图25示出阀123的截面与设置在其中的导热体21，图26以俯视图示出图25中的阀的剖切面。
[0185]阀通常包括带有阀座127的阀体125以及关闭元件129。为了能够使阀内部的固化的盐熔化，导热体21沿着阀座127环形地延伸。这意味着，导热体构成加热环131。在此，将加热环131定位成使得阀123的关闭功能不受影响。此外，在导热体21带电压时，应避免在加热环131与关闭元件129之间形成直接接触。由于这个原因，有利的是，在阀座127上设置电绝缘装置133。在这种情况下，电绝缘装置133优选构成阀座127。为了避免短路电流从导热体21或者加热环131流到阀体125，还有利的是，使加热环131和导热体21也相对于阀体125电绝缘。为此,例如将电绝缘材料、例如陶瓷安装到阀体125中的位于加热环131抵靠阀体125的区域中。在此，重要的是，用于电绝缘装置的材料相对于以阀的形式出现的配件来说是热稳定的。
[0186]除了阀的在图25和26中示出的实施方式以外，类似地也可能的是，例如加热环131形式或者其他几何构型的导热体21在例如瓣阀或者滑阀的其他配件中延伸。
[0187]示例
[0188]示例 I
[0189]使用构造为高级钢杆的导热体21来加热200m长的管路。该导热体具有25mm的直径。在此，该导热体由高级钢Stl.4301制成。
[0190]导热体21的电阻率在290°C的工作温度下为0.00073 Q/mm。用于加热所必需的比功率为lOOW/m。为了加热所施加的电压为77.3V并且电流强度为259A。由于200米的长度而必需的功率为20kW。但是，该功率仅在非常短的熔化时间内是必要的。
[0191]如果使用较高的电压进行加热，则可以选择较小的导热体截面积。例如可以通过闸流体接通的脉冲操作来减小跨导热体所下降的热功率。
[0192]在通过非电绝缘的导热体保持件将导热体固定在管路5中时，其中，导热体保持件例如构造为具有1.5_直径的弹簧，寄生电流一方面通过导热体保持件另一方面通过导电的熔盐形成到管壁上。所产生的寄生电流在下表中示例性地列举。
[0193]表格:寄生电流`
[0194]
【权利要求】
1.一种用于输送熔盐的管路，所述管路具有相对于所存在的温度稳定的管壁，在所述管路(5)的内部延伸有用于加热的导热体(21)，所述导热体(21)优选不贴靠在所述管路(5)的内壁上。
2.根据权利要求1所述的管路，其特征在于，所述导热体(21)被偏心地布置在所述管路(5)中，在以45°的最大坡度延伸的管段中，导热体(21)沿向下的方向的距离大于沿向上的方向的距离。
3.根据权利要求1所述的管路，其特征在于，如果所述管路(5)具有大于45°的坡度，则所述导热体(21)被同心地布置在所述管路(5 )中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的管路，其特征在于，所述导热体(21)穿过位于熔盐经其流动的管路(5 )中的环圈(29 )延伸。
5.根据权利要求4所述的管路，其特征在于，在所述导热体(21)上安装有绝缘体(33)，所述导热体(21)通过所述绝缘体(33 )被固定在所述环圈(29 )中。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的管路，其特征在于，所述导热体(21)通过弹性间隔件被固定在所述管路(5)内部。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的管路，其特征在于，在所述导热体(21)上安装有圈(37)，所述圈被悬挂到固定钩(39)中，以将所述导热体(21)固定在所述管路(5)中。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的管路，其特征在于，所述导热体(21)构造为具有任意截面的管(69)或通道的形式，在所述管或通道的壁中形成有开口。
9.根据权利要求1至7中 任一项所述的管路，其特征在于，所述导热体(21)构造为环形的针织物(65)或者纺织物。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的管路，其特征在于，所述导热体(21)具有至少一个在轴向方向上延伸的U形或者V形的凹部(71)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的管路，其特征在于，所述管路(5)包括熔盐经其流动的内部管。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的管路，其特征在于，所述导热体(21)被分成多个导热体部段，其中，所述多个导热体部段通过低电阻连接。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的管路，其特征在于，所述管路(5)被分成独立的部段(51)。
14.根据权利要求12和13所述的管路，其特征在于，所述导热体部段的长度相当于所述管路(5)的一个或多个部段(51)的长度。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的管路，其特征在于，所述管路(5)为抛物面槽式太阳能发电设备的太阳能电池阵列(I)中的管路。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的管路，其特征在于，用于流动转向的管弯部(45)均具有沿管路(5)的方向继续的管路区段(47)，其中，所述管路区段(47)由封闭件(49)封闭，所述导热体(21)穿过所述管路区段(47)的封闭件(49)延伸。
17.根据权利要求16所述的管路，其特征在于，所述管路区段(47)的所述封闭件(49)构造为封闭凸缘。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的管路，其特征在于，用于所述导热体(21)的表面材料从耐硝酸盐腐蚀的高级钢中选择。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的管路，所述导热体(21)以不绝缘的方式在所述管路中延伸。
20.根据权利要求19所述的管路，其特征在于，所述导热体(21)由多个填充有具有良好导电性的材料的管制成。
21.包含硝酸钠和硝酸钾的熔盐的作为太阳能发电设备中的载热介质的用途，其中，硝酸钠的比例为按重量计至少60%，所述太阳能发电设备包括至少一个根据权利要求1至20中任一项所述的管路 。
【文档编号】F16L53/00GK103688096SQ201280035681
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年5月16日 优先权日:2011年5月19日
【发明者】J·沃特曼, M·鲁茨, M·盖特纳, K·希尔勒-阿恩特, S·莫勒, M·莱登伯格, K·盖耶, F·加尔利希斯 申请人:巴斯夫欧洲公司