[发明专利]聚光太阳能电力设备的连接

说明书

技术领域

本发明涉及聚光太阳能电力设备中日照接收管的连接器。

背景技术

更具体地，本发明涉及适于快速连接聚光太阳能电力设备的接收管的连接器。所述太阳能管道或太阳能锅炉由于以下发明而方便地连接从而实现通常但不仅限于应用在抛物反射器（抛物槽式太阳能电力设备）上的聚光太阳能电力设备（菲涅尔技术）。

而且，本发明允许补偿太阳能管道由于日照和在上述太阳能管道内流动的载热流体的加热而出的温差造成的线性膨胀。

本发明增加这种聚光太阳能电力设备的可靠性并减少所述电力设备安装操作期间发生的关键点。其最终允许已知技术不能实现的操作灵活性。

众所周知，聚光太阳能电力设备的操作借助于通常但不一定具有抛物线形状的聚光镜通过将辐射本身聚光而放大日照，在接收管或太阳能管道上传送辐射，从而增加由管收集的热功率并有利于增加在管内流动的载热流体的焓（在高温下加热、相变等…），或至少有利于流体内热力化学转换的热力学转变（载热流体的化学）。

流体因此用于一系列利用这种热动力状态的应用，诸如与借助于使用燃气涡轮机和蒸汽涡轮机或组合设备的转换设备将热功率转换成电力相关的应用；与旨在使燃料富含具有较高值的燃料馏分（烃或较轻烃）的纯或混合轻质烃（诸如甲烷、丙烷、丁烷、液化石油气、甲醇等）的重构过程（重组）或与燃料从其初始化学配方重构成更简单分子形式的分解或重构相关的应用。

即使太阳能锅炉的应用更广泛，但以下具体参照根据热动力聚光在抛物镜（“抛物槽式收集器”）上的技术或根据菲涅尔技术旨在产生电力的设备中作为接收管的用途，而不因此将本发明的范围仅限于该应用。

允许利用太阳能发电的技术（本文以下简称为“热力太阳能”）基于将太阳能聚集在定位在抛物镜系统的焦点上的接收管上，接收管内有载热流体流动（目前例如选择透热油和熔融盐）增加其温度（根据当前应用高达550-600℃），这种热力随后可能通过中间流体借助于热力的积累段进行处理，以通过热动力转变循环、诸如朗肯、霍恩、焦耳或埃里克森循环转化成机械和/或电力，据此载热流体或中间流体代表高温源。

通过抛物镜得到的聚集率（目前等于50-70）允许管温度升高，从而增加在其内部流动的载热流体的焓（通常为了增加温度还有利于通过状态）。因此流体温度值（或焓值）相对于没有聚集太阳能可能得到的值显然高。

这样，能够将聚集太阳能和在高温或高焓值下传送的用途扩展到没有聚集就不能进行的应用中，具体来说，如所述的，将热功率转化成机械或电功率的供给热动力循环或者需要高温或高焓的燃料充足或其它应用。

根据现有技术，所述太阳能管道具有明确定义的尺寸和生产标准。根据现有技术，这种管道包括：

a)内部管，由金属材料制成，其厚度使得抵抗载热流体的压力，该内部管根据现有技术覆盖有特定材料（诸如）以减少再辐射能量并增加吸收系数；

b)同轴管，由玻璃制成，与太阳能管道适当热隔离并用透过太阳能辐射但不会透过金属管再辐射的辐射的材料形成；使得金属管再辐射（由于其高操作温度）的大部分能量部分被回收；

c)金属管与玻璃管之间的中空空间，该中空空间保持真空，避免金属管与由透明材料制成的管之间由于导热和对流现象的热力传递；

d)金属管与玻璃管之间的静态密封系统，与适当弹性（金属）波纹管一起允许吸收金属制成的管与透明材料（玻璃）制成的管之间的轴向膨胀差。

元素a)、b)、c)以及d)整合在实现上述功能的单个单元中。参照现有技术，这些管例如在图1a和1b中示出。

具体来说，图1a示出一种构造，根据该构造太阳能管道的端部部分示出根据现有技术玻璃（外部，b）与金属（内部，a）的长度差的补偿系统。空间c使得避免对流和传到造成的热力传递。显然，在图1a所示的情况下，该补偿造成弹性波纹管d的压缩。

参照图1b示出的构造在太阳能管道的端部部分示出根据现有技术第二方案玻璃（外部，b）与金属（内部，a）的长度差的补偿系统。空间c使得避免对流和传到造成的热力传递。在该情况下，补偿造成弹性波纹管d的张力。

聚集太阳能电力设备通过将这些管布置在聚焦抛物反射器的焦点处来实现，因此实现具有很大长度的单元（现有技术提供几百米的长度）。这种积聚的聚集抛物反射器借助于专用致动系统转动并这样跟踪太阳能盘（太阳）的位置。

根据现有技术，具有跟踪太阳能盘的转动抛物镜（在英语中称为抛物槽）的聚集太阳能设备的方案具有以下特征：

a)太阳能管道（设备的基本单元）的尺寸为长约4m且直径小于0.01m；