[发明专利]利用太阳辐射生产蒸汽的系统和方法

权利要求书

1.一种生产蒸汽的方法，所述方法包括：

使水流动通过入口以进入在压力下的长度为L的管道；

利用太阳辐射沿管道长度辐照管道，使得在管道处吸收的太阳辐射沿管道的长度产生至管道的热输入，并使得蒸汽离开管道；并且

向控制器提供控制变量作为输入，所述控制器控制通过入口的水的质量流率，由此控制离开管道的蒸汽品质。

2.根据权利要求1所述的方法，其中控制变量包括管道长度的变化。

3.根据权利要求1所述的方法，其中控制变量包括管道的节热器区域内的温度。

4.根据权利要求3所述的方法，其中控制系统的温度设定值取决于相对于管道入口的温度测量位置、管道长度L、以及期望的输出蒸汽品质。

5.根据权利要求1所述的方法，其中：

管道具有正交于长度L的横向尺寸W；

对管道的辐照包括将反射器旋转以引导太阳辐射沿管道的长度L辐照管道；并且

方法还包括通过旋转反射器的位置来调节至管道的热输入以控制离开管道的蒸汽品质。

6.根据权利要求1所述的方法，其中控制变量包括与热输入相关的预估信息。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括利用分离器将离开管道的水从蒸汽中分离，且其中预估信息包括基于从分离器流出的蒸汽流率的热输入。

8.根据权利要求7所述的方法，其中分离器包括蒸汽锅筒。

9.根据权利要求1所述的方法，其中期望的蒸汽品质是70％或更高。

10.根据权利要求1所述的方法，所述方法适于生产过热蒸汽。

11.一种生产蒸汽的方法，所述方法包括：

使水流入线性菲涅尔反射器系统内的太阳能接收器的入口，其中接收器包括并联连接的多个管道；

利用太阳辐射沿各管道的长度辐照每个管道，使得由每个管道吸收的太阳辐射产生沿其长度的热输入，并使得蒸汽离开管道；以及

利用与一个或多个管道相关的一个或多个控制变量作为至控制器的输入，所述控制器控制进入多个管道中的每一个的水的质量流率，由此控制离开接收器的蒸汽品质。

12.根据权利要求11所述的方法，其中一个或多个控制变量包括在一个或多个管道的节热器区域内测量的一个或多个温度。

13.根据权利要求11所述的方法，其中一个或多个控制变量包括一个或多个管道的管长变化。

14.根据权利要求11所述的方法，其中一个或多个控制变量包括与热输入相关的预估信息。

15.根据权利要求11所述的方法，其中：

接收器具有长度L和正交于L的横向尺寸W；

利用太阳辐射沿各管道的长度辐照每个管道包括绕轴旋转反射器场内的一行或多行线性菲涅尔反射器以引导太阳辐射沿长度L辐照管道；并且

方法还包括通过绕轴旋转一个或多个反射器行而沿横向尺寸W调节至多个平行管道的热输入以控制蒸汽品质。

16.一种太阳能锅炉，所述太阳能锅炉包括：

具有入口和出口的管道，所述入口用于接收水；

控制阀，所述控制阀能够调节进入入口的水的流率；以及

控制器，所述控制器用于至少部分地基于控制变量对控制阀的状态进行控制以控制水进入入口的流率从而控制出口处的蒸汽品质。

17.根据权利要求16所述的太阳能锅炉，其中控制变量包括管道的节热器区域内的温度。

18.根据权利要求16所述的太阳能锅炉，其中控制变量包括与热输入相关的预估信息。

19.根据权利要求16所述的太阳能锅炉，其中：

管道在入口和出口之间的位置P处被固定，所述位置P从入口处延伸并比管道内的沸腾边界距离入口更远；

管道在入口处可相对自由地膨胀；并且

控制变量包括在入口和位置P之间的管长变化的测量结果。