[发明专利]中心太阳能接收器无效
申请号: | 93101728.9 | 申请日: | 1993-01-21 |
公开(公告)号: | CN1040907C | 公开(公告)日: | 1998-11-25 |
发明(设计)人: | A·克里巴斯;J·卡尼 | 申请(专利权)人: | 耶达研究及发展有限公司 |
主分类号: | F24J2/06 | 分类号: | F24J2/06 |
代理公司: | 中国专利代理(香港)有限公司 | 代理人: | 张志醒,肖掬昌 |
地址: | 以色列*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 中心 太阳能 接收器 | ||
本发明涉及具有容积式(Volumetric)太阳能吸收器的中心太阳能接收器。
一种太阳能接收器吸收了高温下集聚的太阳光,该温度约为700℃~1300℃,它将来自太阳能吸收器的热能传递给工作流体,该工作流体不是作为载热流体,就是用来完成由热引起的可催化的、在工作流体的组分之间发生的吸热化学反应。为了工业上的多种应用,如驱动产生电能的透平机或执行上述种类的吸热反应,工作流体需要处于高压下,如处于10-30个大气压下的系统中循环。在该压强下,循环气体的密度远大于不加压状态下的气体密度,因此在循环过程中,压力损失较小。
一种带容积式吸收器的直接受照射的中心太阳能接收器,有一个带窗的壳,该窗用作集聚的太阳辐射的入射口,由受压的中心太阳能接收器带来的严重问题之一是接收器窗的机械强度问题:要求具有光学和热性能的材料趋于变脆,这意味着,上述材料在经受大的压力时趋于破裂或分裂,甚至于在较小的拉应力作用下也会破裂。作用于窗口的压力是由接收器内部的气体压力产生的,也是由窗口或其它接收器零件在工作状态下受热膨胀不平衡所产生的。结果在一个中心太阳能接收器的任何一个窗口的不同点上存在不均匀的应力,致使中心太阳能接受器不能在高压下工作。
在以色列IL97091和依照USSN07/820418和EP495395A1和其它国家的专利申请中,阐述了一个改进的中心太阳能接收器,包括一个带有窗口的室,窗口作为集聚的太阳辐射的入口,所述的室中装有一个太阳能吸收器,它具有带一组吸收元件的基体,这些吸收元件相互分开布置,且其自由端朝向窗口地从基体的一个面上向外凸起,让工作流体射入容积式太阳能吸收器,它们贯穿所述的吸收元件流动。
本发明的目的是提供一种以我们IL97091申请为基础的,并能在高压下工作的太阳能接收器。
本发明的另一个目的是提供一个窗口单元,适用于在高压下工作的中心太阳能接收器的壳体里。
本发明还有一个目的是提供一种容积式太阳能吸收器,适于装配在上述高压下工作的中心太阳能接收器里。
本发明提供了一种中心太阳能接收器,它包括有一个带窗口的筒形壳体,该窗口用作集聚射入的阳光入口;在壳里有一个容积式太阳能吸收器,吸收器具有一个基体,其上支承着一排相间设置的吸收元件,这些元件以其自由端对着窗口地从基体的一个表面向外凸出;用于将工作流体射入容积式太阳能吸收器的装置,工作流体的流动方向与吸收元件相交;以及排出已加热的工作流体的装置;其特征在于:所述的筒形容积式太阳能吸收器是一个轴对称的筒形体,吸收器元件在其中向着轴线凸起,筒形容积式太阳能吸收器与筒形壳同轴并具有辐射入口;所述的窗口是一个轴对称筒形截锥体,并由与其共轴的容积式太阳能吸收器环绕;因而使所述的中心太阳能接收器适于在高压下工作
由于所述窗口的截锥形状,使其能够真正承受的住作用于本发明的中心太阳能接收器壳内的任何压力所产生的压力分量。
所述的截锥体最好包括在其两端设置的圆柱形环,利用所述的环可以安装和固定所述的窗。
本发明中心太阳能接收器的载锥形窗口可按需要制成双层的。
在本发明的中心太阳能接收器中,筒式截锥形窗口具有大直径接和小直径的端部,制造者在其上制造了辐射入口,该口处于壳端壁之一上的配合口内,后者是窗口的后端。最好所述的窗口的后端通过一个波纹管装置与所述的接收器的壳体相连,所述的波纹管吸收任何窗口相对于壳体的运动,在窗口上不产生附加的蒸汽压力。
在本发明的一个实施例中,在靠近截锥筒形窗口小直径的一端设有一个反射部件,用于反射任何在穿过窗口时没被聚焦的入射的太阳辐射。
本发明的中心太阳能接收器里的筒形轴对称容积式太阳能吸收器可以是任何适当的形状,例如:多面体——棱形的,圆柱形的,截锥形的,抛物体形的,椭圆形状的等等。
在本发明的一个中心太阳能接收器的优选实施例中,设有以带压的工作流体清扫所述窗口内表面的装置,并以此冷却窗口。
最好还提供一种用外界空气清扫所述窗口外表面的装置,以此清洁窗口,并使其进一步冷却。
本发明还提供了一种用于上述中心太阳能接收器中的轴对称的容积式吸收器,其上设有从其内表面向外凸起的吸收元件。
还有,本发明又提供了用来与中心太阳能接收器接合的、一个适于作窗口的轴对称截锥筒形透明件。所述的截锥筒形透明件最好在其两端设有圆柱环形部件。本发明中心太阳能吸收器中的窗口由具有光学和热性质的普通材料制成,如用熔凝石英。
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