[发明专利]用于释放抛物面槽式接收器中氢存储系统的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于释放氢储存器的方法，所述氢存储系统位于接收器管(4)的环形空间(3)中，特别是用于太阳能集热器，其中，所述环形空间(3)构造在所述接收器管(4)的位于外部的罩管(2)和位于内部的吸热管(1)之间，并且所述位于外部的罩管(2)气密地通过壁(5)与所述吸热管(1)相连接。该方法的特征在于，生成贯穿所述罩管(2)或所述壁(5)的开口(O1)，通过所述开口(O1)将所述环形空间(3)中的自由的氢气抽空，然后再次封闭开口(O1)。本发明还涉及一种用于执行该方法的设备(100)。

技术领域

本发明涉及一种用于释放位于接收器管的环形空间中的氢存储系统的方法，其中，该环形空间形成在接收器管的位于外侧的罩管和位于内侧的吸热管之间，并且位于外侧的罩管通过壁以气密方式与吸热管相连接。该壁通常由金属制成并包括玻璃-金属过渡元件、膨胀补偿元件以及其他连接元件。此外，本发明还涉及一种用于释放位于接收器管的环形空间中的氢存储系统的设备额。

背景技术

太阳能集热器具有集热器反射镜(例如抛物面状的柱面镜(抛物面状槽))和接收器管，并用在太阳能发电厂中优选用于发电。接收器管布置在各个集热器反射镜的焦线中，并且通常包括：由钢制成的吸热管，其具有辐射线吸收层；和由玻璃制成的罩管，其包围吸热管并使其绝热。在已知的太阳能发电厂中使用热油作为传热介质，其通过吸热管传输，并且可以通过由集热器反射镜反射的并聚焦于吸热管上的太阳射线被加热至大约400℃的温度。存储在传热介质中的能量经由热交换器传递到蒸汽线路中，并通过涡轮机转换成电能。

在接收器管中，在吸热管与罩管之间形成环形空间。该环形空间用于将吸热管外表面上的热损失降至最小，从而提高太阳能集热器的效率。为此目的，该环形空间被抽真空，使得热量能够最大程度地仅以辐射的形式从吸热管发射出去。

在吸热管中用作传热介质的热油具有与温度有关的老化和与此相关的分解率。长时间运行的传热介质的分解会导致形成各种不同的分解产物，其中尤其也包括氢。在老化过程中所释放出的量则一方面取决于所使用的热油和太阳能发电厂的运行条件，而另一方面取决于传热介质的纯度。

通过传热介质的分解所释放出的氢气部分地通过渗透作用到达接收器的真空环形空间中。由于玻璃的氢渗透率要比钢低好几个数量级，因此氢气会积聚在环状空间中。结果，环形空间中的压力升高，并且环形空间的导热率也同样提高。这个过程会进行直至吸热管中的氢气的分压和环形空间中的氢气的分压之间达到一个平衡。在此特别不利的是，氢气具有比例如空气更高的导热率，这使得随着氢气渗透的进一步发展，环形空间中的导热率甚至要好于接收器管外部的空气的导热率。结果，降低了接收器管的效率，并因此使得整个太阳能集热器的效率降低。

为了抑制环形空间中的氢气的这种分压升高并由此使得接收器管保持较高的效率，根据现有方法已知有许多不同的方法方案。

例如，由专利文献DE 10 2009 017 741 A1已知一种接收器管，其包括一阀门机构，该阀门机构延伸穿过罩管的壁进入到环形空间中。这种阀门机构能够使得无论何时当已经累积大量的干扰物质(例如氢气)时冲洗环形空间或将环形空间抽真空。

此外，扩散到环形空间中的氢气可以通过吸气剂被束缚在一起。但是，这种材料的吸气能力是有限的，因此在达到特定于材料的最大吸气能力之后就不能再束缚更多的氢气，而环形空间中的压力也将再次上升。

例如由专利文献WO 2004/063640 A1已知一种具有布置在环形空间中的吸气材料的接收器管。在该文献所描述的装置中，在吸热管和罩管之间的吸气剂轨(Getterschienen)中将吸气材料直接布置在环形空间中。吸气剂轨在吸热管和吸气剂之间形成间隔，使得吸气剂上热负荷降低，并因此提高其吸气能力。但是除了使用吸气材料之外，并没有提供其他的方法方案用于降低环形空间中的氢气浓度，因此前述的吸气剂的缺点仍然存在。