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JP5890067B2 - Absorbing structure for trough concentrator - Google Patents

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Description

本発明は、請求項1の前文に従ったトラフ型集光プラント用の吸収構造体に関する。太陽熱発電プラントにおいては、前記した種類のトラフ型集光器がよく使われている。   The present invention relates to an absorbent structure for a trough concentrating plant according to the preamble of claim 1. In the solar thermal power generation plant, the above-mentioned type of trough concentrator is often used.

光起電力技術には解決されていない欠点があるため、今日迄、この技術を使って、おおよそコストをカバーする方法で太陽電気を生み出すことは不可能であった。それに反して、ここしばらくの間、太陽熱発電プラントは、既に、光起電力技術に比べると、従来の方法で生み出された電力に対する通常の商業価格に近い価格で、工業規模で電力を生み出している。   Due to the unresolved drawbacks of photovoltaic technology, to date it has not been possible to produce solar electricity using this technology in a way that roughly covers the cost. On the other hand, for some time solar power plants have already produced electricity on an industrial scale at a price close to the normal commercial price for electricity produced by traditional methods compared to photovoltaic technology. .

太陽熱発電所では、太陽の放射線は、集光器の集光装置によって反射され、そして、結果的に高温が生じる場所に、的を絞るように集光される。集光された熱は、電力を生み出す発電機を駆動するタービンのような熱機関を動作させるために使用され得る。   In a solar thermal power plant, solar radiation is reflected by the concentrator's concentrator and is focused to a location where high temperatures result. The collected heat can be used to operate a heat engine such as a turbine that drives a generator that produces electrical power.

現在使用されている太陽熱発電プラントの三つの基本的な形式は、ディッシュ/スターリングシステム、ソーラータワープラントシステム及びパラボラトラフシステムがある。   The three basic types of solar power plants currently in use are the dish / sterling system, the solar tower plant system and the parabolic trough system.

モジュールあたり最高50kWの小さいユニットとしてのディッシュ/スターリングシステムは、広く普及していない。   Dish / Stirling systems as small units of up to 50 kW per module are not widely used.

ソーラータワープラントシステムは、(「タワー」上に)高架式に設けられた太陽光用の中央吸収装置を有する。太陽光は、数百から数千の独立したミラーによって、吸収装置に向けて反射される。それにより、太陽の放射エネルギーが、多数のミラー、即ち、集光装置によって、吸収装置に点状に集光され、達成可能な高い集光により、温度は最高1300℃に達し得、この温度は、ダウンストリームサーマルエンジン(概して、発電用の蒸気又は流体タービンパワープラント)を効果的に働かせるために役立つ。しかし、今までは、ソーラータワーパワープラントは、それらに内在している若干の技術的な困難さが原因で、(有利な高温が達成可能であるにもかかわらず)普及していなかった。   The solar tower plant system has a central absorber for solar light (on the “tower”) installed elevated. Sunlight is reflected towards the absorber by hundreds to thousands of independent mirrors. Thereby, the radiant energy of the sun is concentrated in a point-like manner on the absorber by a number of mirrors, i.e. concentrators, and with the high concentration that can be achieved, the temperature can reach up to 1300 ° C., which is , To help run downstream thermal engines (generally steam or fluid turbine power plants for power generation) effectively. Until now, however, solar tower power plants have not been popular (despite the advantageous high temperatures achievable) due to some technical difficulties inherent in them.

しかしながら、パラボラトラフシステムは普及しており、それは複数の長い集光装置を有する多数のトラフ型集光器を有する。これらの長い集光装置は小さい断面積を有し、従って、焦点は有さないが焦線を有し、ディッシュスターリングプラント及びソーラータワーパワープラントとは、それらの設計において、本質的に異なる。これらの線状の集光装置は、今日は、20mから150mの長さを有し、同時に、幅は5m又は10m以上に達し得る。(最高500℃近い)集光された熱のための吸収ラインが焦線に配置され、その吸収ラインを通して媒体が流れる。この媒体は、熱を吸収し、複数のラインを介して、熱を発電プラントのマシンホールまで運ぶ。例えば、サーマルオイル又は過熱蒸気のような流体が、熱移送媒体として利用可能である。   However, parabolic trough systems are widespread and have a large number of trough concentrators with multiple long concentrators. These long concentrators have a small cross-sectional area, and therefore have no focal point but a focal line, and are essentially different in their design from dish stirling plants and solar tower power plants. These linear concentrators today have a length of 20 m to 150 m and at the same time the width can reach 5 m or more than 10 m. An absorption line for the collected heat (up to about 500 ° C.) is placed at the focal line and the medium flows through the absorption line. This medium absorbs heat and carries it through multiple lines to the machine hall of the power plant. For example, fluids such as thermal oil or superheated steam can be used as the heat transfer medium.

南カリフォルニアでは、9基のパラボラトラフ式プラントが、一緒に、ほぼ350MWの出力を生み出している。2007年に配電線に接続された発電プラント「ネバダ・ソーラー・ワン」は、182,400の湾曲ミラーを備えたトラフ型集光器を有し、これらは140ヘクタールの範囲に配置され、65MWの出力を生み出す。発電所アンダソル1〜3は、50MWの最大出力を有する(2011年の終わりにアンダソル3が作動し始めた。)。プラント全体(アンダソル1〜3)としての最大効率は約20%であり、また、年平均効率は約15%である。   In Southern California, nine parabolic trough plants together produce nearly 350 MW of output. The power plant “Nevada Solar One” connected to the distribution line in 2007 has trough concentrators with 182,400 curved mirrors, which are located in the area of 140 hectares and have 65 MW Produce output. Power plants Andasol 1-3 have a maximum output of 50 MW (Andasol 3 began to operate at the end of 2011). The maximum efficiency of the entire plant (undersols 1 to 3) is about 20%, and the annual average efficiency is about 15%.

必然的に、熱移送媒体の温度を可能な最大限まで上げる試みがなされる場合には、例えば、その高い温度と同様に、プラントで得られる熱を電力に変換する効率はより高くなる。また、太陽熱発電プラントが工業生産のプロセスのために熱を供給するためのものである場合でも、可能な限り高い温度が要求される。   Inevitably, if an attempt is made to raise the temperature of the heat transfer medium to the maximum possible, e.g. the higher the temperature, the higher the efficiency of converting the heat obtained in the plant into electric power. Even when the solar power plant is for supplying heat for an industrial production process, the highest possible temperature is required.

発電プラントの効率のために、熱移送媒体が循環するラインを介した熱の放出、即ち放熱(熱損失)が考慮される。この熱損失は、最長100kmにおよぶ規模のラインの長さでは100W/mに達し得、その結果、吸収パイプの熱損失の割合を含めたライン全体に及ぶ熱損失は、発電プラントの全体効率のために無視できない重要な要素になる。上記した情報から、当然、トラフ型集光器の全長、従って、このような太陽熱発電プラントにおける吸収パイプの全長は、数ダースキロメータに達し、従って、その熱損失は、プラント全体の効率に対して無視できないものになる。   For the efficiency of the power plant, the release of heat through the line through which the heat transfer medium circulates, i.e. heat dissipation (heat loss) is taken into account. This heat loss can reach 100 W / m for line lengths up to 100 km, so that the heat loss across the line, including the rate of heat loss in the absorption pipes, is a factor of the overall efficiency of the power plant. Therefore, it becomes an important element that cannot be ignored. From the above information, of course, the total length of the trough concentrator, and thus the total length of the absorption pipe in such a solar thermal power plant, reaches several dozen kilometers, so its heat loss is relative to the efficiency of the entire plant. It cannot be ignored.

吸収ラインの構成は、このような熱損失を回避するために、ますます複雑になってきている。従って、広範囲に及んでいる従来の吸収ラインは、ガラスによって覆われた金属パイプで構成され、ガラスと金属パイプとの間は真空にされている。金属パイプの内部には熱移送媒体が入れられている。金属パイプの外面には、可視領域の入射光は良好に吸収するが、赤外線領域における波長に対しては深い放出率(deep emission rate)を有するコーティングが施されている。周囲を囲むガラスパイプは、風による冷却から金属パイプを保護し、熱放射に対する付加的なバリアとして作用する。包囲ガラス壁は、入射する集光された太陽放射線を、部分的にさらに反射したり、又は吸収したりするという欠点を有し、このため、反射低減層がガラスに適用される。   Absorption line configurations are becoming increasingly complex to avoid such heat losses. Therefore, the conventional absorption line which extends over a wide area is composed of a metal pipe covered with glass, and a vacuum is applied between the glass and the metal pipe. A heat transfer medium is placed inside the metal pipe. The outer surface of the metal pipe absorbs incident light in the visible region well, but is coated with a deep emission rate for wavelengths in the infrared region. The surrounding glass pipe protects the metal pipe from cooling by wind and acts as an additional barrier to heat radiation. The surrounding glass wall has the disadvantage of partially reflecting or absorbing incident concentrated solar radiation, so that a reflection-reducing layer is applied to the glass.

このような吸収ラインに対する高価なクリーニング出費を低減させ、また、ガラスを機械的な損傷から保護するために、吸収ラインには、付加的に機械的な保護パイプが設けられ得る。この保護パイプはガラスパイプを覆い、入射太陽放射線に対する開口を提供しなければならない一方で、吸収ラインを確実に保護しなければならない。   In order to reduce expensive cleaning expenses for such absorption lines and to protect the glass from mechanical damage, the absorption lines can additionally be provided with mechanical protection pipes. This protective pipe must cover the glass pipe and provide an opening for incident solar radiation, while ensuring that the absorption line is protected.

このような設計は、生産及びメンテナンスの両方において、複雑であり、比較的高価である。   Such a design is complex and relatively expensive in both production and maintenance.

(ここで、参照文献としてこの出願に含まれる)国際出願公開WO2010/078668号公報には、外部から断熱され、効率が改善された吸収パイプが開示されている。この吸収パイプには、トラフ型集光器において使用するために細長い熱開口があり、それは、スロット型の開口として構成され、熱損失に関して最適化されている。この熱開口は、吸収パイプを長手方向に流れる熱移送媒体の長手方向に沿って上昇する温度に従って、吸収パイプの全長に亘って、小さくされている。熱開口を小さくするための複雑な測定は、吸収パイプの比較的小さい領域において実行されるだけであるにもかかわらず、熱放射が温度の4乗で増加するので、吸収パイプの全エネルギー損失の殆どが、この方法で防止される。   International Application Publication No. WO 2010/076668 (herein included in this application as a reference) discloses an absorption pipe that is thermally insulated from the outside and has improved efficiency. The absorption pipe has an elongated thermal aperture for use in a trough concentrator, which is configured as a slot-type aperture and is optimized for heat loss. This thermal opening is reduced over the entire length of the absorption pipe according to the temperature rising along the longitudinal direction of the heat transfer medium flowing in the longitudinal direction through the absorption pipe. Although complex measurements to reduce the thermal aperture are only performed in a relatively small area of the absorption pipe, the thermal radiation increases with the fourth power of the temperature, so the total energy loss of the absorption pipe Most are prevented in this way.

国際公開WO2010/078668号公報International Publication WO 2010/076668

本発明の目的は、熱吸収媒体の高い作動温度に適した吸収構造体を提供することにあり、この吸収構造体は、熱損失が低く、安価に製造され得る。   An object of the present invention is to provide an absorption structure suitable for the high operating temperature of the heat absorption medium, and this absorption structure has low heat loss and can be manufactured at low cost.

この目的は、請求項1の特徴部分に従って構成される吸収構造体によって達成される。   This object is achieved by an absorbent structure configured according to the features of claim 1.

横断流を熱移送流体が貫いて流れるように構成された熱交換器構造体が設けられているので、吸収空間は、少なくとも一つの吸収空間を、500℃以上の高い温度、例えば、650℃又はそれ以上の温度で、流体が流れる熱交換器から分離する方法で構成され得る。その熱開口を通過する熱放射は、それほどではないにせよ落ち、その結果、全体的な熱交換器構造体の効率は改善される。   Since the heat exchanger structure is provided so that the heat transfer fluid flows through the cross flow, the absorption space can be at least one absorption space at a high temperature of 500 ° C. or higher, for example 650 ° C. or It can be constructed in a way that separates it from the heat exchanger through which the fluid flows at higher temperatures. The heat radiation that passes through the thermal aperture falls to a lesser extent, so that the efficiency of the overall heat exchanger structure is improved.

本発明は、添付図面を参照して以下により詳細に説明される。   The present invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings.

従来のタイプの吸収パイプを備えたトラフ型集光器を示している。1 shows a trough concentrator with a conventional type of absorption pipe. 本発明による吸収構造体の第一実施例の一部を示している。2 shows a part of a first embodiment of an absorbent structure according to the invention. 本発明による吸収構造体の第二実施例の一部を示している。2 shows a part of a second embodiment of an absorbent structure according to the invention. 本発明による吸収構造体の第三実施例の一部を示している。Fig. 4 shows a part of a third embodiment of an absorbent structure according to the present invention. 熱交換器構造体の一部によって形成される吸収空間を示している。Fig. 3 shows an absorption space formed by a part of the heat exchanger structure. 相互に隣接して配置された長手方向にのびる少なくとも二つの平行な吸収空間を有する本発明による吸収構造体を備えたトラフ型集光器の横断面図を示している。Fig. 3 shows a cross-sectional view of a trough concentrator with an absorption structure according to the invention having at least two parallel absorption spaces extending longitudinally arranged adjacent to each other. 図6に示した吸収構造体の横断面図を示している。FIG. 7 shows a cross-sectional view of the absorbent structure shown in FIG. 6.

図1は、従来の形式のトラフ型集光器1を示している。この集光器1は、断面が放射状(パラボラ状)に湾曲され、入射した太陽光を反射する集光装置2を有する。反射された光線4は、吸収パイプ5が配置された焦線領域に集光される。サプライライン6を介して、吸収パイプ5には、熱移送媒体が供給される。熱移送媒体は吸収パイプ5を通って流れ、処理中にインレット温度TEからアウトレット温度TAまで加熱され、最終的に、ドレイン7によって排出される。   FIG. 1 shows a trough concentrator 1 of the conventional type. This concentrator 1 has a condensing device 2 whose section is curved radially (parabolic) and reflects incident sunlight. The reflected light beam 4 is collected in a focal region where the absorption pipe 5 is disposed. A heat transfer medium is supplied to the absorption pipe 5 through the supply line 6. The heat transfer medium flows through the absorption pipe 5 and is heated from the inlet temperature TE to the outlet temperature TA during processing and is finally discharged by the drain 7.

概略的に示されているリンク8は、集光装置2が軸線10の周りを回動することを可能にし、その結果、集光装置2は、常に、太陽の現在の位置を追尾することができるようになる。集光装置2並びにライン6及び7用の支持部11が、同様に、概略的に示されている。   The link 8 shown schematically allows the concentrator 2 to rotate about the axis 10, so that the concentrator 2 can always track the current position of the sun. become able to. The concentrator 2 and the support 11 for the lines 6 and 7 are likewise schematically shown.

グラフDには、吸収パイプ5の長さLに亘る熱移送媒体の温度Tの統計データが、曲線15によって定性的に示されている。反射光線4によって、長さLに亘って吸収パイプ5に(従って、吸収パイプ5を長手方向に流れる流体に)均等に供給される熱に従って、前記温度曲線15は、本質的に線形である。   In the graph D, statistical data of the temperature T of the heat transfer medium over the length L of the absorption pipe 5 is qualitatively shown by the curve 15. The temperature curve 15 is essentially linear according to the heat supplied by the reflected light 4 evenly to the absorption pipe 5 over the length L (and thus to the fluid flowing longitudinally through the absorption pipe 5).

吸収パイプ5は、熱開口を有する。この熱開口は図面が複雑にならないように図示されていない。光線は、この熱開口を通って、吸収パイプ5の内部に入り、熱移送流体を加熱する。このタイプの構造は、上述した国際公開WO2010/078668号公報から当業者には公知である。反射光線4によって加熱される吸収パイプ5の内部(加熱される熱移送媒体を含む)は、赤外線領域で熱を発し、この熱背面放射即ち、熱再放出は熱開口を通して吸収パイプから漏れる。この背面放射、即ち、再放出は、吸収パイプ5の内部で有効である温度の4乗で増加する。曲線16は、吸収パイプ5の熱開口を通る放射強度の統計データを定性的に示している。言い換えれば、吸収パイプは、その内部温度の4乗で、連続的に、エネルギーを失っており、そのため、アウトレット温度TAの500℃から例えば650℃又はそれ以上までの根本的に好ましいさらなる上昇は難しい。また、他の理由の中では、吸収パイプ5の長さの後で、背面放射即ち再放射が、反射光線4による照射と同じくらい高いので、流体内の温度のさらなる上昇はない。   The absorption pipe 5 has a thermal opening. This thermal aperture is not shown so as not to complicate the drawing. The light beam passes through the heat opening and enters the absorption pipe 5 to heat the heat transfer fluid. This type of structure is known to the person skilled in the art from the international publication WO 2010/076668 mentioned above. The interior of the absorption pipe 5 heated by the reflected light 4 (including the heated heat transfer medium) emits heat in the infrared region, and this thermal backside radiation, ie heat re-emission, leaks from the absorption pipe through the thermal opening. This back-emission, or re-emission, increases with the fourth power of the temperature that is effective inside the absorption pipe 5. The curve 16 qualitatively shows the statistical data of the radiation intensity passing through the thermal opening of the absorption pipe 5. In other words, the absorption pipe is continuously losing energy at the fourth power of its internal temperature, so a radically favorable further increase in outlet temperature TA from 500 ° C. to eg 650 ° C. or higher is difficult. . Also, among other reasons, after the length of the absorption pipe 5, there is no further increase in temperature in the fluid, since the back radiation or re-radiation is as high as the illumination by the reflected light 4.

図2は、本発明による吸収構造体20を概略的に示しており、トラフ型集光器1(図1)における吸収パイプ5の代わりに使用することができる。図面には、吸収構造体20の長手方向部分21だけが示されている。図面には、吸収構造体20の長手方向に沿った所定の位置の横断面から始まり、横断面の次の切断線22までの長手方向部分21が示されており、吸収構造体20は、切断線22の後も、各トラフ型集光器の端部まで続いている。現時点で、100mより長い、好ましくは、150mより長く、200m又はそれ以上に達する長さの吸収構造体が、本発明に従って実現され得、対応する長さのトラフ型集光器が許容され、太陽熱発電プラントにおけるトラフ型集光器の産業上の配備のために役に立つ。   FIG. 2 schematically shows an absorption structure 20 according to the invention, which can be used in place of the absorption pipe 5 in the trough concentrator 1 (FIG. 1). Only the longitudinal portion 21 of the absorbent structure 20 is shown in the drawing. The drawing shows a longitudinal portion 21 starting from a cross-section at a predetermined position along the longitudinal direction of the absorbent structure 20 up to the next cutting line 22 of the transverse cross-section. The line 22 continues to the end of each trough concentrator. At present, absorption structures longer than 100 m, preferably longer than 150 m and reaching 200 m or more can be realized according to the present invention, corresponding length trough concentrators are allowed, Useful for industrial deployment of trough concentrators in power plants.

熱移送媒体を移送する手段として、ここでは、パイプライン23及び24として構成されたサプライ構造体と、パイプライン25として構成されたドレイン構造体とが図示されており、これらは、吸収構造体の長さLに沿って伸び、ここではパイプライン26として構成されているラインによって相互に動作可能に接続されている。ここでは、パイプライン26は、相互に隣接する二つの列27及び28から成り、熱交換器構造体29を形成する。列28は、相互に隣接するパイプライン26の輪郭によって示され、列27は図面では隠れている。   As means for transferring the heat transfer medium, here a supply structure configured as pipelines 23 and 24 and a drain structure configured as pipeline 25 are illustrated, which are the absorption structure. They extend along the length L and are operatively connected to each other by lines configured here as pipelines 26. Here, the pipeline 26 consists of two rows 27 and 28 adjacent to each other to form a heat exchanger structure 29. Column 28 is indicated by the outline of pipelines 26 adjacent to each other, and column 27 is hidden in the drawing.

熱交換器構造体29を構成するパイプライン26の列27及び28の間には、熱開口35を通して集光するための、即ち、反射光線4のための吸収空間30がある。吸収空間30の壁36は、光線4による熱入射の熱を吸収する。そして、図面に示すように、例えば、壁36との直接接触によって、それらに熱的に接続された熱交換器構造体29を構成するパイプライン26に、吸収された熱は渡される。   Between the rows 27 and 28 of the pipeline 26 constituting the heat exchanger structure 29 is an absorption space 30 for condensing through the thermal aperture 35, ie for the reflected light 4. The wall 36 of the absorption space 30 absorbs heat incident from the light beam 4. Then, as shown in the drawing, the absorbed heat is transferred to the pipeline 26 constituting the heat exchanger structure 29 thermally connected thereto, for example, by direct contact with the wall 36.

動作中、熱移送流体は、サプライ構造体を構成するパイプライン23及び24の入口部分38を介して、熱交換器構造体29を構成するパイプライン26に、長さLに亘って、インレット温度TEで供給される。流体は、パイプライン26においてアウトレット温度TAまで加熱され、この温度で、出口部分39から、吸収構造体の長さLに亘るドレイン構造体を構成するパイプライン25に渡される。   In operation, the heat transfer fluid passes through the inlet portion 38 of the pipelines 23 and 24 that make up the supply structure, into the pipeline 26 that makes up the heat exchanger structure 29, over the length L, at the inlet temperature. Supplied by TE. The fluid is heated in the pipeline 26 to the outlet temperature TA, at which temperature it passes from the outlet portion 39 to the pipeline 25 that forms the drain structure over the length L of the absorbent structure.

言い換えれば、以下のことがいえる。
・本発明の一実施例では、サプライ構造体及びドレイン構造体が、サプライパイプ23及び24並びにドレインパイプ25を有し、パイプ23,24及び25は、相互に並行にのび、少なくとも一つの吸収空間30がパイプ23,24及び25の間に配置され、前記吸収空間がパイプ23,24及び25の長さに亘って伸びている。
・本発明の一実施例では、サプライ構造体は、その長さに亘って、加熱され、熱交換器に供給される流体用のサプライライン23及び24を有し、前記サプライラインは、吸収構造体の長さに亘ってのびている。サプライライン23及び24は、好ましくは、その長さに亘って、加熱流体供給用の開口まで断熱されている。これは、インレット温度TEが周囲温度より高い場合に有利である。
・本発明の一実施例では、ドレイン構造体は、コレクティングライン25を有し、このコレクティングライン25は、吸収構造体の長さに亘ってのび、熱交換器構造体29から、その長さに亘って、それに供給される加熱流体用である。コレクティングライン25は、加熱流体の供給用の開口まで、その長さに亘って、断熱されている。
In other words, the following can be said.
In one embodiment of the present invention, the supply structure and the drain structure have supply pipes 23 and 24 and a drain pipe 25, and the pipes 23, 24 and 25 extend in parallel with each other and have at least one absorption space. 30 is arranged between the pipes 23, 24 and 25, and the absorption space extends over the length of the pipes 23, 24 and 25.
In one embodiment of the invention, the supply structure has supply lines 23 and 24 for fluid that is heated and supplied to the heat exchanger over its length, said supply line comprising an absorbent structure Extends over the length of the body. Supply lines 23 and 24 are preferably insulated over their length to the opening for heating fluid supply. This is advantageous when the inlet temperature TE is higher than the ambient temperature.
In one embodiment of the present invention, the drain structure has a collecting line 25 that extends the length of the absorption structure and extends from the heat exchanger structure 29 to its length. For the heating fluid supplied to it. The collecting line 25 is thermally insulated over its length up to the heating fluid supply opening.

熱移送流体は、上記したように、吸収構造体を通って長手方向に流れるが、それは、図面に矢印で示しているように、一つがインレット温度TEを有し、一つがアウトレット温度TAを有する二つの別々の流れである。さらにまた、熱移送流体は、熱吸収中に吸収構造体の長手方向に交差する方向に動かされる。   The heat transfer fluid flows longitudinally through the absorbent structure as described above, but it has one inlet temperature TE and one has an outlet temperature TA, as indicated by the arrows in the drawing. There are two separate flows. Furthermore, the heat transfer fluid is moved in a direction that intersects the longitudinal direction of the absorbent structure during heat absorption.

しかしながら、熱交換器構造体では、流体は、長さLに対して横断流で流れ、結果として、ドレイン構造体のライン25における吸収構造体20の全長Lに亘って、アウトレット温度TAを有する流体が存在することになる。この横断流の原理によって、結果として、以下の効果が得られる。   However, in the heat exchanger structure, the fluid flows in a cross flow with respect to the length L, resulting in a fluid having an outlet temperature TA over the entire length L of the absorbent structure 20 in the line 25 of the drain structure. Will exist. This cross-flow principle results in the following effects.

吸収空間30は、既知の集光装置2(図1参照)に関して、主として、吸収空間30のインレット領域に光線4が当たるように、当業者によって、その形状に関して設計され得る。熱開口35に近いインレット領域では、流体は、インレット温度TEに近い低い温度を有し、インレット領域は冷却されることになり、従って、その熱反射/再放出がそれに応じて低くなる。   The absorption space 30 can be designed with regard to its shape by a person skilled in the art with respect to the known light collecting device 2 (see FIG. 1), mainly so that the light rays 4 strike the inlet region of the absorption space 30. In the inlet region close to the thermal opening 35, the fluid has a low temperature close to the inlet temperature TE, and the inlet region will be cooled, so its heat reflection / re-emission will be lowered accordingly.

再放出に関しては、熱開口35は、インレット領域の反対側に位置し、アウトレット温度TAまで加熱される吸収空間30の(遠く離れた最後尾の)壁ほどではないが、インレット領域を圧倒的に「見る」。 With respect to re-emission, the thermal opening 35 is located on the opposite side of the inlet region and is not as great as the (far farthest) wall of the absorption space 30 heated to the outlet temperature TA, but overwhelmingly the inlet region. "to see".

図面に示された吸収空間は、この点においては、有益に構成される。ここでは、言うまでもなく、熱反射/再放出を低減させるために、本発明による全ての実施例に対して、例えば、ガラスカバーによって熱開口をカバーすることが有利である点が注意されるべきである。 The absorption space shown in the drawing is beneficially configured in this respect. It should be noted here that, of course, it is advantageous for all embodiments according to the invention to cover the thermal opening, for example with a glass cover, in order to reduce heat reflection / re-emission. is there.

他方では、吸収空間(ここでは、主としてその高さ、光線4の方向から見ると、その深さ)を形成することによって、当業者が熱交換表面を拡大することが可能になることは事実である。例えば、熱交換器構造体のパイプライン26の内面全体が、熱交換表面として使用されることは事実である。
パイプライン26の一側だけが放射線(radiation)4によって照射されても、パイプライン26は、パイプライン26の材質(例えば、銅のような熱伝導率がよい材料や、より高い温度で熱を良好に伝導する適当な合金)における熱伝導によって、周囲全体が、実質的に、均一に加熱され、その結果、熱交換表面は、相応に大きくなる。大きな熱変換表面が、熱移送流体への効率の良い熱伝達のために用いられ、その結果、熱変換表面が局部的に過熱されることが実質的に防止され得る。
On the other hand, it is true that the person skilled in the art can expand the heat exchange surface by forming an absorption space (here mainly its height, its depth when viewed from the direction of the ray 4). is there. For example, it is true that the entire inner surface of the pipeline 26 of the heat exchanger structure is used as a heat exchange surface.
Even if only one side of the pipeline 26 is irradiated by radiation 4, the pipeline 26 may be made of a material of the pipeline 26 (for example, a material with good thermal conductivity, such as copper, Due to the heat conduction in a suitable alloy that conducts well, the entire circumference is heated substantially uniformly, so that the heat exchange surface is correspondingly large. A large heat conversion surface is used for efficient heat transfer to the heat transfer fluid, so that the heat conversion surface can be substantially prevented from being locally overheated.

ここでは、出願人の見識によれば、従来の吸収パイプでは、端部領域(流体の温度が高い領域)で、 放射線によって加熱された壁が、しばしば激しく過熱された状態になり、その結果、反射が極端に増加されることになる。この原因は、従来の吸収パイプ及び熱交換壁の高温領域において、既に、それ自身が強く加熱された過熱されるべき流体の長手方向の流れの中にあり、従って、流体が端部領域を通る短い時間の間では、端部領域の壁は、もはや十分には冷却できない。(質量流量が、反射した放射線4による熱によって、その設定温度TAに達しなければならず、増加されるべき質量流量では、もはやこの温度に到達し得ないので、質量流量の増加は不可能である。)   Here, according to Applicant's insight, in conventional absorption pipes, in the end region (the region where the temperature of the fluid is high), the walls heated by the radiation are often overheated, and as a result, The reflection will be greatly increased. This is due to the fact that in the hot region of conventional absorption pipes and heat exchange walls, it is already in the longitudinal flow of the fluid to be superheated, which itself is strongly heated, so that the fluid passes through the end region. During a short time, the walls of the end regions can no longer be cooled sufficiently. (The mass flow rate must reach its set temperature TA by heat from the reflected radiation 4, and the mass flow rate to be increased can no longer reach this temperature, so it is impossible to increase the mass flow rate. is there.)

結果として、本発明による吸収構造体の場合、アウトレット温度TAに対応する熱反射又は再放出が、熱開口35に起因して使用され、横断流の原理に起因して、過熱が殆ど生じないか、又は僅かだけ生じ、本発明による吸収構造体では、エネルギー損失が、全体から見て、従来の吸収パイプの場合に比べて少ないことは事実である。従って、吸収構造体は、事実上、任意の望まれた長さLで、熱放射に関して悪い影響なしに、実現され得る。加えて、従来の吸収パイプと比べると、吸収パイプの形状のために、熱が反射又は再放出する壁の関連部分のアウトレット温度TAに対応する熱反射でされ、冷えた状態に維持される。   As a result, in the case of the absorbent structure according to the invention, a heat reflection or re-emission corresponding to the outlet temperature TA is used due to the thermal opening 35, and little overheating occurs due to the cross-flow principle. It is true that the absorption structure according to the invention results in less energy loss compared to the conventional absorption pipe as a whole. Thus, an absorbing structure can be realized with virtually any desired length L without adverse effects on thermal radiation. In addition, compared to conventional absorption pipes, due to the shape of the absorption pipes, the heat reflections corresponding to the outlet temperature TA of the relevant part of the wall from which heat is reflected or re-emitted are kept cold.

本発明によれば、熱開口の近くに配置される吸収パイプの関連壁領域が、冷却した状態に維持され、熱交換表面の過熱が、従来の吸収パイプの場合に比べて実質的に低減される。   According to the present invention, the associated wall region of the absorption pipe located near the heat opening is kept cool and the heat exchange surface overheating is substantially reduced compared to the conventional absorption pipe. The

この実施例では、吸収パイプの設計に依存して、図2による吸収空間に対する物理的開口が、用語「熱開口」を用いて指定されることが付加され得る。また、用語「熱開口」は、また、他の設計の吸収空間の場合には、物理的に閉鎖した領域から成り、その領域は、集光された太陽熱放射線の熱の通路のために設計される。ここで、例えば、熱放射の場所に適当なコーティングを施すことによって、熱の反射は最小限にされ得る。この種の設計は、当業者に知られている。それにも拘わらず、熱開口の場所で、最終的には、良好な断熱を達成することが不可能である場合には必然的であり、従って、熱反射に起因する対応する関連熱損失が許容されなければならない。   In this example, depending on the design of the absorption pipe, it can be added that the physical opening to the absorption space according to FIG. 2 is specified using the term “thermal opening”. The term “thermal aperture” also consists of a physically closed area in the case of other designed absorption spaces, which is designed for the heat path of the concentrated solar radiation. The Here, for example, by applying a suitable coating at the location of the heat radiation, the reflection of heat can be minimized. This type of design is known to those skilled in the art. Nevertheless, at the location of the heat opening, eventually it is inevitable if it is impossible to achieve good insulation, so the corresponding associated heat loss due to heat reflection is acceptable. It must be.

さらに、本発明による吸収構造体は、流体が100℃又はそれより幾らか高い温度に達した後に、そのエッジから短い距離だけトラフ型集光器で使用され得ることが加えられ得る。しかし、本発明による吸収構造体は、トラフ型集光器の全長に亘ってのびることが好ましい。   Furthermore, it can be added that the absorbing structure according to the invention can be used in a trough concentrator for a short distance from its edge after the fluid has reached a temperature of 100 ° C. or somewhat higher. However, the absorption structure according to the present invention preferably extends over the entire length of the trough concentrator.

ここで、熱交換構造体29のパイプライン26が、少なくともある長さまで、吸収空間30の壁と代わり得ることが説明され得、その結果、パイプライン26が直接照射されるという利点が得られ、言い換えれば、熱移送流体への熱伝達の妨げが最小限になるという利点が得られる。さらに本発明によれば、少なくとも一つの吸収空間の壁の少なくとも幾らかの部分が、熱交換器、即ち、そのパイプラインによって形成される。さらに、本発明によれば、熱交換器は、相互に隣接する流体用ライン部分を有し、それらは、少なくとも一つの吸収空間用の少なくとも一つの壁部分を形成する。   Here, it can be explained that the pipeline 26 of the heat exchange structure 29 can replace the wall of the absorption space 30 at least up to a certain length, resulting in the advantage that the pipeline 26 is directly irradiated, In other words, the advantage is obtained that the interruption of heat transfer to the heat transfer fluid is minimized. Furthermore, according to the invention, at least some part of the wall of the at least one absorption space is formed by a heat exchanger, ie its pipeline. Furthermore, according to the invention, the heat exchanger has fluid line portions adjacent to each other, which form at least one wall portion for at least one absorption space.

図3に示した実施例では、吸収空間は、例えば、熱交換器構造体から成るライン42によって形成され得、それは、相互に隣接するように屈曲してのび、好ましくは、吸収空間の内部を完全に覆い隠す。   In the embodiment shown in FIG. 3, the absorption space may be formed, for example, by a line 42 consisting of a heat exchanger structure, which bends so as to be adjacent to each other, preferably inside the absorption space. Cover completely.

図3は、本発明による吸収構造体40のさらに別の実施例を示しており、この実施例は、熱交換器構造体41の構成を除いては、基本的に図2の実施例に対応している。パイプライン42のように構成された前記熱交換器構造体41のラインは、この実施例では、小さなループを描くように配置されており、言い換えれば、それらは、いずれの場合にも、より長く構成される。長手方向においてループ状にのびているにもかかわらず、熱交換流体は、長手方向Lを横切る方向に熱交換器構造体41を通して流れる。パイプライン42を見ることができるようにするために、パイプ24(図2)は、図3では省略されている。   FIG. 3 shows a further embodiment of an absorbent structure 40 according to the invention, which basically corresponds to the embodiment of FIG. 2 except for the configuration of the heat exchanger structure 41. doing. The lines of the heat exchanger structure 41 configured as pipelines 42 are arranged in this embodiment so as to draw a small loop, in other words they are longer in any case. Composed. Despite extending in a loop in the longitudinal direction, the heat exchange fluid flows through the heat exchanger structure 41 in a direction across the longitudinal direction L. In order to be able to see the pipeline 42, the pipe 24 (FIG. 2) is omitted in FIG.

長いパイプライン42は、流体の部分的な流れに対する熱交換器表面が拡大される という利点を有するが、パイプライン42における圧力降下が大きくなるという欠点を有する。実際には、当業者が、パイプライン42の流れ及び熱力学的設計を決めることができる。根本的に、熱交換器構造体によって、移送が、長手方向Lに直交する、その主たる方向で実行され、横断方向でインレット温度から動作温度まで動作中に流体が加熱される限りは、熱交換器構造体による熱移送流体の任意の適当な移送は、本発明に適合する。
同様に、流体の通過のために使用される本発明による熱交換器構造体における任意の適当なラインの構造は、本発明に準拠する。
The long pipeline 42 has the advantage that the heat exchanger surface is enlarged for a partial flow of fluid, but has the disadvantage that the pressure drop in the pipeline 42 is large. In practice, one skilled in the art can determine the flow and thermodynamic design of the pipeline 42. Fundamentally, the heat exchanger structure performs the transfer in its main direction, orthogonal to the longitudinal direction L, so long as the fluid is heated during operation from the inlet temperature to the operating temperature in the transverse direction. Any suitable transfer of heat transfer fluid by the vessel structure is compatible with the present invention.
Similarly, any suitable line structure in the heat exchanger structure according to the invention used for the passage of fluid conforms to the invention.

小さな流れの矢印44は、熱移送流体の流れ方向を示している。   A small flow arrow 44 indicates the flow direction of the heat transfer fluid.

図4は、本発明による吸収構造体のさらに別の実施例を示しており、この吸収構造体は、熱交換器構造体51の構成を除けば、本質的に図2に示した実施例に対応しており、パイプライン52のように構成されているラインは、この実施例では、小さなコイル53として配置され、換言すると、各場合においてさらに長く構成されている。コイル53は、図4には概略的に示されているだけであり、図5に詳細に示されている。   FIG. 4 shows a further embodiment of an absorbent structure according to the invention, which essentially corresponds to the embodiment shown in FIG. 2 except for the configuration of the heat exchanger structure 51. Corresponding lines configured like the pipeline 52 are arranged as small coils 53 in this embodiment, in other words, longer in each case. The coil 53 is only schematically shown in FIG. 4 and is shown in detail in FIG.

パイプライン52から形成されるコイル53は、底に向かって開いており、結果として、それらによって空間部分が囲まれるので、吸収空間54が形成される。結果として、この空間に対する熱交換表面及び吸収構造体の長さにわたる熱交換表面は、実質的に大きくなり、図1に対して上述したような利点を有する。底部で開くコイル53の領域は、熱開口59を形成する。   The coil 53 formed from the pipeline 52 is open toward the bottom, and as a result, the space portion is surrounded by them, so that an absorption space 54 is formed. As a result, the heat exchanging surface for this space and the heat exchanging surface over the length of the absorbent structure are substantially larger and have the advantages as described above for FIG. The region of the coil 53 that opens at the bottom forms a thermal opening 59.

コイル53の図示した配置に起因して、吸収空間54は、一つの列55に配置される。   Due to the illustrated arrangement of the coils 53, the absorption spaces 54 are arranged in one row 55.

また、図4では、図面が複雑化しないようにするために、パイプライン24が省略されており、その結果、コイル53の上方の構成が明確になっている。   Further, in FIG. 4, the pipeline 24 is omitted so as not to complicate the drawing, and as a result, the configuration above the coil 53 is clarified.

図面に示された実施例における吸収構造体50は、サプライ構造体及びドレイン構造体が、サプライパイプ23及び24並びにドレインパイプ25を有するように構成されている。ここで、パイプ23,24及び25は、相互に平行にのび、コイル53によって各々形成される複数の吸収空間が、これらのパイプ23から25の間に配置され、これらの空間は吸収構造体50の長さにわたって伸びる。   The absorbent structure 50 in the embodiment shown in the drawing is configured such that the supply structure and drain structure have supply pipes 23 and 24 and a drain pipe 25. Here, the pipes 23, 24 and 25 extend in parallel with each other, and a plurality of absorption spaces each formed by the coil 53 are arranged between the pipes 23 to 25, and these spaces are formed in the absorption structure 50. Stretches over the length of.

図5は、図4に概略的に示されただけのコイル53の一つを示しており、コイル53は、パイプライン52として構成されている本発明による熱交換器構造体51の巻き回されたラインから形成されている。ここでは、コイル53は、対称軸を有し、入射放射線4に対する吸収空間54を囲み、コイル53の端部は底部で開き、熱開口59を形成している。インレット温度TEを有する熱移送媒体は、パイプライン52の連結部材57を通してコイル53に流れ込み、パイプライン52の端部部分58をアウトレット温度TAで通過して、ここではパイプライン25で構成されているコレクティングラインの中に入る。   FIG. 5 shows one of the coils 53 shown only schematically in FIG. 4, which is wound around a heat exchanger structure 51 according to the invention configured as a pipeline 52. It is formed from a line. Here, the coil 53 has an axis of symmetry, surrounds the absorption space 54 for the incident radiation 4, and the end of the coil 53 opens at the bottom to form a thermal opening 59. The heat transfer medium having the inlet temperature TE flows into the coil 53 through the connecting member 57 of the pipeline 52 and passes through the end portion 58 of the pipeline 52 at the outlet temperature TA. Here, the heat transfer medium is constituted by the pipeline 25. Enter the collecting line.

図4に示した吸収構造体では、サプライ構造体及びドレイン構造体が、サプライパイプ22及び24並びにドレインパイプ25を有し、これらのパイプ23,24及び25が相互に並行にのび、多数の吸収空間54が設けられ、これら吸収空間54が、これらのパイプ23,24及び25の間にのびる少なくとも一つの列55に配置され、少なくとも一つの列55が、パイプの長さにわたって伸びている。従って、有利には、概して、複数の(任意の所望の形状の)吸収空間が設けられ、それらはサプライ及びドレイン構造体の間で並行に連結される。   In the absorption structure shown in FIG. 4, the supply structure and the drain structure have supply pipes 22 and 24 and a drain pipe 25, and these pipes 23, 24, and 25 extend in parallel with each other, and a large number of absorption structures are provided. Spaces 54 are provided and the absorption spaces 54 are arranged in at least one row 55 extending between the pipes 23, 24 and 25, with at least one row 55 extending over the length of the pipe. Thus, advantageously, a plurality of (any desired shape) absorption spaces are generally provided, which are connected in parallel between the supply and drain structures.

図6は、本発明による吸収構造体61を備えたトラフ型集光器60の横断面図を示しており、この図では、二つの集光装置62及び63が設けられ、それらは、例えば、(この出願に参照文献として含まれる)国際公開WO2010/037243号公報に従って構成される。トラフ型集光器60のフレームワークは、例えば、国際公開WO2009/135330号公報に従って構成される。   FIG. 6 shows a cross-sectional view of a trough concentrator 60 with an absorption structure 61 according to the invention, in which two concentrators 62 and 63 are provided, for example, Constructed in accordance with International Publication No. WO 2010/037243 (included as a reference in this application). The framework of the trough concentrator 60 is configured according to, for example, International Publication No. WO2009 / 135330.

集光装置62及び63に従って、吸収構造体61は少なくとも二つの吸収空間64及び65を有し、それらは、吸収構造体61の長さLにわたってのびる。しかし、複数列の吸収空間が示された図3から図5による実施例のように、二列の吸収空間を並べて配置することも本発明に含まれる。同様に、さらにいっそう相互に隣接した集光装置を有するトラフ式集光器については、吸収構造体に二つ以上の列の吸収空間を設けることも本発明に含まれる。   According to the concentrating devices 62 and 63, the absorption structure 61 has at least two absorption spaces 64 and 65, which extend over the length L of the absorption structure 61. However, it is also included in the present invention that two rows of absorption spaces are arranged side by side as in the embodiment according to FIGS. 3 to 5 in which a plurality of rows of absorption spaces are shown. Similarly, for trough concentrators having concentrating devices that are even more adjacent to each other, it is also included in the present invention to provide two or more rows of absorbing spaces in the absorbing structure.

図7は、図6に示した吸収構造体61の横断面図を示している。パイプライン72として構成された熱移送流体用のサプライ構造体の列と、この実施例では二つの列を有する熱交換器構造体74と、熱移送流体用のドレイン構造体を構成するパイプライン25とが図示されており、この実施例では、コレクティングラインとして構成され、断熱材70が設けられている。図示実施例では、熱交換器構造体74は、並べて配置された二つの列75のらせん状体53を備え、これららせん状体53は図5に示したものと同様である。流体は、インレット温度TEでライン72を通過して連結部材57に入り、結果的に、各コイル53に入り、これらコイル53を通って、パイプライン52の端部部分58を介してアウトレット温度TAでコイル53から出て、ドレイン構造体のパイプライン25に入る。好ましくは、トランペットとして当業者に知られている補助的な集光装置73が設けられ、これらは、適当な方法で吸収構造体61の長さLにわたって熱開口59に沿ってのび、従って、トラフ式集光器の横断方向において、続けて二回、集光装置62及び63によって既に集熱された放熱(radiation)を集熱し、熱開口の幅を減らすことを可能にする。   FIG. 7 shows a cross-sectional view of the absorbent structure 61 shown in FIG. A line of supply structure for heat transfer fluid configured as a pipeline 72, a heat exchanger structure 74 having two lines in this embodiment, and a pipeline 25 forming a drain structure for heat transfer fluid. In this embodiment, a heat insulating material 70 is provided as a collecting line. In the illustrated embodiment, the heat exchanger structure 74 comprises two rows 75 of spirals 53 arranged side by side, which are similar to those shown in FIG. The fluid passes through the line 72 at the inlet temperature TE and enters the connecting member 57 and, as a result, enters each coil 53, through these coils 53, through the end portion 58 of the pipeline 52, and the outlet temperature TA. To exit the coil 53 and enter the pipeline 25 of the drain structure. Preferably, auxiliary concentrators 73 known to those skilled in the art as trumpets are provided, which extend in a suitable manner along the thermal opening 59 over the length L of the absorbent structure 61 and are therefore troughs. In the transverse direction of the concentrator, the radiation already collected by the concentrators 62 and 63 is collected twice in succession, making it possible to reduce the width of the thermal aperture.

フレーム構造要素71は、図面に示すように構造体を支持し、当業者によって、実在する方法で適当に構成され得る。   The frame structural element 71 supports the structure as shown in the drawings and can be appropriately configured by a person skilled in the art in an existing manner.

これらの図面に示されていない実施例についていえば、一つの列に並べて配置された多数の吸収空間が、吸収構造体の長さに亘って設けられ、これら吸収空間は、相互にある距離、離間して配置される。このような実施例は、少なくとも一つの集光装置(図1)又は複数の集光装置62,63(図6)によって反射された放射線(radiation)が、吸収構造体の長手方向上流で、さらに別の長手方向集光器構造体によって集光されると有利であり、その結果、焦線ライン領域の代わりに、多数の焦点領域(ここでは、一つ又は複数の長手方向にのびる焦点の列が可能である)があり、より高い集光が得られる。   For the embodiments not shown in these drawings, a number of absorption spaces arranged in a row are provided over the length of the absorption structure, these absorption spaces being at a distance from each other, Spaced apart. In such an embodiment, radiation reflected by at least one concentrator (FIG. 1) or a plurality of concentrators 62, 63 (FIG. 6) is further upstream in the longitudinal direction of the absorbing structure. It is advantageous if the light is collected by another longitudinal collector structure, so that instead of the focal line area, a number of focal areas (here, one or more longitudinally extending focal lines) Is possible), and a higher concentration is obtained.

同様に、図5に示したコイル53と比較して改良されたコイルが本発明に含まれる。これらは、例えば、円形吸収空間の代わりに楕円形又は多角形吸収空間を形成し得、また、図5に示したパイプ52から成るコイルの代わりに、簡単な蓋によって、熱開口に対向する壁部で終端され得る。(同様に、吸収空間は、例えば、ラインによって形成された空間の代わりに、各実施例において、一つの箱体で構成され得る。)   Similarly, an improved coil compared to the coil 53 shown in FIG. 5 is included in the present invention. These can, for example, form an elliptical or polygonal absorption space instead of a circular absorption space, and a wall facing the thermal opening by means of a simple lid instead of a coil consisting of the pipe 52 shown in FIG. It can be terminated with a part. (Similarly, the absorption space may be constituted by a single box in each embodiment, for example, instead of a space formed by lines.)

同様に、その対称軸が熱開口に対して傾斜された(図5の実施例について言えば垂直でない)コイルは本発明に含まれ、このようなコイルは、スキュー角範囲(a skew angle range)に対して有利であるという利点を有する。スキュー角は、それ自体は当業者に公知であり、太陽に向けられた集光器上に太陽が光を注ぐ角度を指定する。   Similarly, coils whose symmetry axis is tilted with respect to the thermal aperture (not perpendicular for the embodiment of FIG. 5) are included in the present invention, and such coils have a skew angle range. Has the advantage of being advantageous. The skew angle is known per se to those skilled in the art and specifies the angle at which the sun pours light onto a concentrator aimed at the sun.

要約すると、本発明によれば、熱交換器構造体、従って、少なくとも一つ吸収空間は、実際に存在する熱力学的要求に従った設計の観点から適合され、かつ、構成され得るが、熱交換流体は、動作温度まで、即ち、アウトレット温度TAまで横断流において加熱され、その結果、ドレイン構造体には、その長さLにわたってアウトレット温度TAで流体が供給される。当業者は、現実にある要求に依存して、上述した様々な実施例において説明した特徴を組み合わせることができ、これらは各図示実施例に制限されるものではない。同様に、熱交換器構造体は、パイプラインによって形成されずに、他の適当な構造によって形成されていてもよい。   In summary, according to the present invention, the heat exchanger structure and thus at least one absorption space can be adapted and configured in terms of design according to the thermodynamic requirements that actually exist, The exchange fluid is heated in cross flow to the operating temperature, i.e. to the outlet temperature TA, so that the drain structure is supplied with fluid at the outlet temperature TA over its length L. Those skilled in the art can combine the features described in the various embodiments described above, depending on the actual requirements, and are not limited to each illustrated embodiment. Similarly, the heat exchanger structure may not be formed by the pipeline but may be formed by other suitable structures.

最後に、本発明の別の実施例によれば、サプライ構造体を分割することも圧力供給の理由で有利であり、この場合、各セグメントは、流体源に対する連結部を有する。結果として、長いラインにおける圧力降下によるエネルギー損失が最小化される。   Finally, according to another embodiment of the present invention, splitting the supply structure is also advantageous for pressure supply reasons, where each segment has a connection to a fluid source. As a result, energy loss due to pressure drop in long lines is minimized.

Claims (14)

動作中にその長さに亘って集光された放射線(4)を受ける、トラフ型集光器(1,60)用の細長い吸収構造体(20,40,50,61)であって、
吸収構造体(20,40,50,61)を通して熱移送流体を移送するための手段を備えている吸収構造体において、
吸収構造体(20,40,50,61)が、集光放射線(4)用の少なくとも一つの流体のない吸収空間(30,54,67)を備え、
前記吸収空間が、その内部に導く熱開口(35,59,66)と、その中への熱入射の吸収用の壁(36)とを有し、
流体を移送する手段が、サプライ構造体とドレイン構造体とを備え、それらが、その内部を流体が流れる熱交換器構造体によって互いに動作可能に接続され、
前記熱交換器構造体が、
吸収構造体(20,40,50,61)の長さ方向に沿ってのび、
吸収構造体(20,40,50,61)の長さ方向に対する横断流で流体が貫いて流れるように構成され、かつ、
少なくとも一つの吸収空間(30,54,67)に熱的に接続され、
流体が、横断流において動作中にインレット温度TEから動作温度TAまで加熱され、この温度でドレイン構造体に達するようにした
ことを特徴とする吸収構造体。
An elongated absorbent structure (20, 40, 50, 61) for a trough concentrator (1, 60) that receives radiation (4) collected over its length during operation,
In an absorbent structure comprising means for transferring a heat transfer fluid through the absorbent structure (20, 40, 50, 61),
The absorption structure (20, 40, 50, 61) comprises at least one fluid-free absorption space (30, 54, 67) for the condensed radiation (4);
The absorption space has a thermal opening (35, 59, 66) leading to the inside thereof and a wall (36) for absorbing heat incident therein;
Means for transferring fluid comprises a supply structure and a drain structure, which are operatively connected to each other by a heat exchanger structure through which fluid flows;
The heat exchanger structure is
Extending along the length of the absorbent structure (20, 40, 50, 61),
The fluid is configured to flow through in a transverse flow relative to the length of the absorbent structure (20, 40, 50, 61); and
Thermally connected to at least one absorption space (30, 54, 67);
Absorbent structure, characterized in that the fluid is heated from the inlet temperature TE to the operating temperature TA during operation in cross flow and reaches the drain structure at this temperature.
多数の吸収空間(30,54,67)が、吸収構造体(20,40,50,61)の長さに亘って、一列に並べて配置され、
これら吸収空間が相互に直接的に隣接している
ことを特徴とする請求項1に記載の細長い吸収構造体。
A large number of absorption spaces (30, 54, 67) are arranged in a line over the length of the absorption structure (20, 40, 50, 61),
The elongate absorbent structure according to claim 1, wherein the absorption spaces are directly adjacent to each other.
多数の吸収空間(30,54,67)が、吸収構造体(20,40,50,61)の長さに亘って、一列に並べて配置され、
これら吸収空間が、相互にある距離離間して配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の細長い吸収構造体。
A large number of absorption spaces (30, 54, 67) are arranged in a line over the length of the absorption structure (20, 40, 50, 61),
The elongate absorbent structure according to claim 1, wherein the absorption spaces are spaced apart from each other.
少なくとも一つの吸収空間(54,67)の壁の少なくとも一部が、熱交換器構造体(51,64)によって形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の細長い吸収構造体。
The elongate absorbent structure according to claim 1, characterized in that at least a part of the wall of the at least one absorbent space (54, 67) is formed by a heat exchanger structure (51, 64).
熱交換器構造体が、流体用の相互に隣接したライン部分を有し、前記ライン部分が、少なくとも一つの吸収空間に対する少なくとも一つの壁部分を形成する
ことを特徴とする請求項1に記載の細長い吸収構造体。
The heat exchanger structure has mutually adjacent line portions for fluid, the line portions forming at least one wall portion for at least one absorption space. An elongated absorbent structure.
吸収空間が、熱交換器構造体(51,64)のライン(52)によって形成され、
前記ラインが、相互に隣接して巻き回された状態でのび、好ましくは、吸収空間(54,67)の内部を完全に包むように構成されている
ことを特徴とする請求項2及び5に記載の細長い吸収構造体。
An absorption space is formed by the line (52) of the heat exchanger structure (51, 64),
6. The lines according to claim 2 and 5, characterized in that the lines are wound adjacent to each other and are preferably configured to completely enclose the interior of the absorption space (54, 67). Elongate absorbent structure.
ドレイン構造体がコレクティングライン(25,65)を有し、
前記コレクティングラインが、吸収構造体(20,40,50,61)の長さに亘ってのび、
熱交換器構造体(29,41,51,64)から、吸収構造体の長さに亘って前記コレクティングラインに加熱された流体が供給されるようにされ、
前記コレクティングライン(25,65)が、その長さに亘って、加熱された流体の供給用の開口まで断熱されている
ことを特徴とする請求項1に記載の細長い吸収構造体。
The drain structure has collecting lines (25, 65);
The collecting line extends over the length of the absorbent structure (20, 40, 50, 61);
Heat is supplied from the heat exchanger structure (29, 41, 51, 64) to the collecting line over the length of the absorption structure,
The elongate absorbent structure according to claim 1, characterized in that the collecting line (25, 65) is insulated over its length to an opening for the supply of heated fluid.
サプライ構造体が、加熱され、かつ、その長さに亘って熱交換器構造体に供給されるべき流体用の送りライン(23,24,62)を有し、
前記送りラインが、吸収構造体の長さに亘ってのび、
前記供給ライン(23,24,62)が、その長さに亘って、加熱された流体の供給用の開口まで断熱されている
ことを特徴とする請求項1に記載の細長い吸収構造体。
The supply structure has a feed line (23, 24, 62) for the fluid to be heated and fed over its length to the heat exchanger structure;
The feed line extends over the length of the absorbent structure;
The elongate absorbent structure according to claim 1, characterized in that the supply line (23, 24, 62) is insulated over its length to an opening for the supply of heated fluid.
サプライ構造体及びドレイン構造体が、サプライパイプ(23,24,62)及びドレインパイプ(25,75)を有し、
パイプ(23〜25,62,75)が相互に並行にのび、
少なくとも一つの吸収空間(30,54,67)が、これらのパイプ(23〜25,62,75)の間に配置され、好ましくは、吸収構造体(20,40,50,61)の全長に亘ってのびている
ことを特徴とする請求項1に記載の細長い吸収構造体。
The supply structure and the drain structure have a supply pipe (23, 24, 62) and a drain pipe (25, 75);
Pipes (23-25, 62, 75) run parallel to each other
At least one absorption space (30, 54, 67) is arranged between these pipes (23-25, 62, 75), preferably over the entire length of the absorption structure (20, 40, 50, 61). The elongate absorbent structure according to claim 1, wherein the elongate absorbent structure extends.
サプライ構造体及びドレイン構造体が、サプライパイプ(23,24,62)及びドレインパイプ(25,75)を有し、
パイプ(23〜25,62,75)が相互に並行にのび、
多数の吸収空間(54,67)が、前記パイプ(23〜25,62,75)の間で少なくとも一つの列でのびるように配置され、
前記少なくとも一つの列が、好ましくは、パイプの全長にわたってのびている
ことを特徴とする請求項1に記載の細長い吸収構造体。
The supply structure and the drain structure have a supply pipe (23, 24, 62) and a drain pipe (25, 75);
Pipes (23-25, 62, 75) run parallel to each other
A plurality of absorption spaces (54, 67) are arranged to extend in at least one row between the pipes (23-25, 62, 75);
The elongate absorbent structure according to claim 1, wherein the at least one row preferably extends over the entire length of the pipe.
複数の吸収空間(54,67)が、サプライ構造体及びドレイン構造体の間で並行に連結されるように設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の細長い吸収構造体。
The elongate absorption structure according to claim 1, wherein a plurality of absorption spaces (54, 67) are provided so as to be connected in parallel between the supply structure and the drain structure.
サプライ構造体がセグメントに分けられた複数のサプライパイプ(23,24,62)を有し、
各セグメントが、熱移送流体源用の連結部を備えている
ことを特徴とする請求項1に記載の細長い吸収構造体。
The supply structure has a plurality of supply pipes (23, 24, 62) divided into segments;
The elongated absorbent structure according to claim 1, wherein each segment includes a connecting portion for a heat transfer fluid source.
長さが100mより長く、好ましくは、150mより長く、より好ましくは、200mより長い
ことを特徴とする請求項1に記載の細長い吸収構造体。
The elongated absorbent structure according to claim 1, wherein the length is longer than 100 m, preferably longer than 150 m, more preferably longer than 200 m.
第二の集光装置が設けられ、
前記第二集光装置は、少なくとも一つの吸収空間の上流で吸収構造体の長手方向に入射放射線を集光する
ことを特徴とする請求項1に記載の細長い吸収構造体。
A second light collecting device is provided,
The elongate absorption structure according to claim 1, wherein the second light collecting device condenses incident radiation in the longitudinal direction of the absorption structure upstream of at least one absorption space.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1661473A (en) * 1924-06-10 1928-03-06 Robert H Goddard Accumulator for radiant energy
DE2738667A1 (en) * 1977-08-26 1979-03-08 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Light trap for solar energy absorber - has adjacent reflectors with base surfaces at acute angles to incidence of rays
US20060207590A1 (en) * 2005-03-17 2006-09-21 Alexander Levin Solar radiation modular collector
CN101561133B (en) * 2008-04-19 2012-01-11 邓志昌 Tower type focusing self-pressure solar heat power generation steam generating boiler
CH698860A1 (en) 2008-05-07 2009-11-13 Airlight Energy Holding Sa Trough collector for a solar power plant.
US20100043779A1 (en) * 2008-08-20 2010-02-25 John Carroll Ingram Solar Trough and Receiver
CH699605A1 (en) 2008-09-30 2010-03-31 Airlight Energy Ip Sa Solar Panel.
CH700227A1 (en) * 2009-01-08 2010-07-15 Airlight Energy Ip Sa Absorber pipe for the trough collector of a solar power plant.
US8069849B2 (en) * 2009-02-13 2011-12-06 Matalon Energy, Llc Parabolic solar collector
CN201828043U (en) * 2010-09-21 2011-05-11 广东工业大学 Heat collection, storage and supply integrated slotted solar energy medium and high temperature heat utilization device
CN102135331A (en) * 2011-03-16 2011-07-27 北京航空航天大学 Slot type solar heat collector

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