[发明专利]现场涂覆塔式太阳能接收器的方法

说明书

技术领域

本发明属于涉及将液体或其它流体涂覆到预先处理过的表面上的程序的技术领域。更具体地，其涉及为塔式太阳能接收器涂覆吸收涂层的涂覆方法。该方法包括表面处理，涂覆涂层，固化，以及接收器的现场玻璃化。

背景技术

在塔式太阳能接收器系统中，太阳光反射装置或移动反射镜根据太阳的位置定位，反射太阳辐射以将其聚集在位于塔顶的接收器。接收器负责将接收到的热量传递给工作流体，例如水，熔盐，等等，用于在连接到发电机的涡轮机中产生蒸汽。这些接收器具有提升由太阳光反射装置聚集的太阳辐射的吸收率的特殊涂层。塔作用于支撑接收器，接收器必须设置在太阳光反射装置水平高度上方的一个特定高度上以提高余弦效应，余弦效应由入射光线沿着垂直于太阳光发射装置的方向形成的角度而产生并且其减少了反射镜的有效反射表面。

在涂层市场中供应有大量的可能用于塔式太阳能接收器中的工业用涂层；然而，特定地适用于所述应用的只有很少的一部分，并且由此，在所述太阳能组件上对这些涂层进行了测试。

因此，关于涂层涂覆方法与太阳能技术应用结合的经验的文件仍然很稀少。主要的参考文献如下：

专利文件DE2734604A1（太阳能电池板的涂层工艺）公开了一种可应用于太阳能技术以提高由太阳能组件所吸收的热量的涂层的构成。还有，专利文件FR2399289A1示出一种具有黑色颜料的漆，其可以沉积在太阳能集热器中并且形成的膜的厚度在5到30微米之间。

专利文件US005562953A示出通过在传统涂层上添加不饱和胺，能够提高涂层在暴露于UV辐射或太阳光时的固化速率。这里提出的固化由此采用非聚集的太阳辐射或采用UV辐射而实现。

专利文件WO2009/146161A1提出了一种涂覆太阳能集热器的方法，其中固化采用聚集的太阳辐射而实现。

在塔式太阳能接收器中使用最多的涂层为2500；然而，当暴露于接收器的工作条件时，所述产品存在耐久性问题。其它可能应用于太阳能技术中的产品是那些推荐用于锅炉，换热器，航空工业，涡轮机，以及其它类似的领域中的产品，其中设备材料的表面持续暴露在高温下。

不考虑产品类型，保证涂层耐久性的唯一方法是通过使用表面处理，涂覆，以及固化技术，尤其是发展用于太阳能技术中的这些技术。根据前述，我们研发了一种程序，其能够获得相对于工艺条件具有改进的性能的一流质量的涂层。该方法能够保证沉积膜的耐久性，并且由此保护表面免受腐蚀同时提高表面的吸收率。

通常，高温涂层还需要进行高温固化，因此在涂覆涂层以后还必须提高表面的温度。这个过程适于在烤箱中实现上述目的。对于太阳能接收器来说，它们的尺寸和安装的复杂性使得吸收涂层的更新和固化变得困难，这是由于还需要将接收器从塔顶处卸载和移动至烤箱，烤箱的尺寸需要作调整以适配接收器的尺寸。

因此，本发明提供一种为塔式太阳能接收器涂覆涂层的方法，其使用太阳能技术进行固化以使得整个过程能在现场进行，也就是说，在塔顶部安装有接收器的太阳能电站进行，而不需要拆下太阳能组件，先在工厂涂覆接着再运送到电站，并且由此避免在所述过程直到安装期间涂层发生变质。

发明内容

塔式太阳能接收器通过太阳光反射装置阵列聚集太阳辐射。这些接收器中流通有工作流体，需要在它们的表面上涂覆吸收涂层。涂层除了提高表面的吸收率，还能保护接收器对抗环境因素和腐蚀。

当前用在接收器中的吸收涂层为硅基涂层，它们对于具有良好的抗高温性，具有提高吸收性能的黑色颜料。

由于采用涂层对表面进行保护取决于表面处理并且取决于沉积过程（沉积膜的厚度，连续性，涂覆方法），除了产品本身的特征，在涂覆过程的所有步骤中使用的方法都需要具体化。

涂覆塔式太阳能接收器所使用的产品具有的耐久性低的问题的解决方法在其涂覆方法中被发现。本发明所提出的步骤能够克服主要问题，例如在涂层中出现的贯穿到达管表面的开裂，使其暴露并且容易受到腐蚀过程的影响，以及在特定区域中出现的涂层剥落，其降低接收器的热吸收由此以可观的方式减小了电站的效率。

本发明提出的涂覆塔式太阳能接收器的程序包括如下步骤，它们全部都能现场在太阳能接收器上进行：

i)表面处理：采用研磨材料对需要涂覆的表面进行喷砂处理，以使涂层获得合适的涂料附着力，研磨材料例如是细砂。

ii)涂覆涂层：采用无气喷涂沉积必要的涂层。

iii)固化：提高涂覆表面的温度以去除易挥发组分，并且由此形成固体涂层膜。