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太陽(yáng)能熱系統(tǒng)

閱讀:998發(fā)布:2020-07-21

專(zhuān)利匯可以提供太陽(yáng)能熱系統(tǒng)專(zhuān)利檢索,專(zhuān)利查詢(xún),專(zhuān)利分析的服務(wù)。并且一種 太陽(yáng)能 熱系統(tǒng),其包括至少一個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng),該太陽(yáng)能系統(tǒng)包括流經(jīng)其中的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)的 工作 流體 ,和太陽(yáng)能接收器,其用于通過(guò)照射到太陽(yáng)能接收器上的太陽(yáng)能 輻射 對(duì)太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體進(jìn)行加熱,和 熱能 系統(tǒng),熱能系統(tǒng)與太陽(yáng)能系統(tǒng)流體連通并收集被加熱的太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體,從而能夠產(chǎn)生熱能。,下面是太陽(yáng)能熱系統(tǒng)專(zhuān)利的具體信息內(nèi)容。

1.一種太陽(yáng)能熱系統(tǒng),包括:
至少一個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng),該太陽(yáng)能系統(tǒng)包括:
流經(jīng)其中的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)的工作流體;和
太陽(yáng)能接收器,其用于通過(guò)照射到太陽(yáng)能接收器上的太陽(yáng)能輻射對(duì)太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體進(jìn)行加熱;以及
熱能系統(tǒng),熱能系統(tǒng)與所述至少一個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)流體連通,
所述熱能系統(tǒng)收集被加熱的太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體,從而能夠產(chǎn)生熱能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中的太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的太陽(yáng)能輻射被反射圓盤(pán)聚集,該反射圓盤(pán)被配置用于在太陽(yáng)能輻射進(jìn)入到太陽(yáng)能接收器之前將太陽(yáng)能輻射聚集在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中的太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體選自由空氣、、氦氣、熔鹽、有機(jī)流體、油和二所組成的組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述熱能系統(tǒng)適用于汽化、加熱殺菌、干燥、對(duì)含有產(chǎn)物的聚合物進(jìn)行干燥、向消耗蒸汽的系統(tǒng)提供蒸汽、控制固體干燥劑系統(tǒng)或者吸收制冷的加熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的熱能系統(tǒng)包括用于發(fā)電的蒸汽渦輪機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任何一個(gè)的太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的熱能適用于助推蒸汽渦輪機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的熱能適合用于助推包含在聯(lián)合循環(huán)的燃?xì)庀到y(tǒng)中的水蒸汽渦輪機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的太陽(yáng)能系統(tǒng)是一種開(kāi)環(huán)系統(tǒng)或者一種閉環(huán)系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的熱能系統(tǒng)是一種開(kāi)環(huán)系統(tǒng)或者是一種閉環(huán)系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),太陽(yáng)能熱系統(tǒng)被配置用于將所述太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體引導(dǎo)到至少一個(gè)熱交換器中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的熱能系統(tǒng)包括產(chǎn)生蒸汽的循環(huán)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的熱能系統(tǒng)包括蒸汽渦輪機(jī),該蒸汽渦輪機(jī)具有用于使蒸汽在其中流動(dòng)的為數(shù)眾多的輸入口。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的太陽(yáng)能系統(tǒng)包括用于發(fā)電的渦輪機(jī)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的太陽(yáng)能系統(tǒng)包括用于發(fā)電的燃?xì)馐綔u輪機(jī)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-14中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的太陽(yáng)能系統(tǒng)包括壓縮機(jī),該壓縮機(jī)被配置用于在太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體進(jìn)入到太陽(yáng)能接收器之前對(duì)其進(jìn)行壓縮。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或者15中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中在所述太陽(yáng)能接收器和所述燃?xì)馐綔u輪機(jī)的中間配置燃燒室。
17.根據(jù)權(quán)利要求1-16中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中包括儲(chǔ)存熱量的組件,該儲(chǔ)存熱量的組件被配置用于選擇性地儲(chǔ)存至少一部分被加熱的太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-17中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的熱能系統(tǒng)通過(guò)熱交換器與至少一個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)進(jìn)行流體連通。
19.根據(jù)權(quán)利要求18中的太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中熱轉(zhuǎn)移的流體在所述熱交換器中被所述太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體加熱,被加熱的熱轉(zhuǎn)移的流體被提供用于對(duì)產(chǎn)生蒸汽的循環(huán)的流體進(jìn)行加熱。
20.根據(jù)權(quán)利要求19中的太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的熱轉(zhuǎn)移流體是空氣。
21.一種太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其包括:
至少一個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng),該太陽(yáng)能系統(tǒng)包括:
從其中流過(guò)的太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體;和
太陽(yáng)能接收器,該太陽(yáng)能接收器用于通過(guò)照射到太陽(yáng)能接收器上的太陽(yáng)能輻射對(duì)太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體進(jìn)行加熱;以及
與所述至少一個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)流體連通的熱能系統(tǒng),
所述熱能系統(tǒng)是用于通過(guò)被加熱的太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體來(lái)提供所產(chǎn)生的熱能。
22.根據(jù)權(quán)利要求21中的太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的太陽(yáng)能輻射被反射圓盤(pán)聚集,該反射圓盤(pán)被配置用于在太陽(yáng)能輻射進(jìn)入到所述的太陽(yáng)能接收器之前將太陽(yáng)能輻射聚集在一起。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22中的太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體選自由空氣、水、氦氣、熔鹽、有機(jī)流體、油和二氧化碳所組成的組。
24.根據(jù)權(quán)利要求21-23中任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述熱能系統(tǒng)適用于汽化、加熱殺菌、干燥、對(duì)含有產(chǎn)物的聚合物進(jìn)行干燥、向消耗蒸汽的系統(tǒng)提供蒸汽、控制固體干燥劑系統(tǒng)或者吸收制冷的加熱。
25.根據(jù)權(quán)利要求21-24中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的熱能是用于產(chǎn)生電能的。
26.根據(jù)權(quán)利要求21-25中任何一個(gè)的太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的熱能適用于助推蒸汽渦輪機(jī)。
27.根據(jù)權(quán)利要求21-26中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的熱能適合用于助推包含在聯(lián)合循環(huán)的燃?xì)庀到y(tǒng)中的蒸汽渦輪機(jī)。
28.根據(jù)權(quán)利要求21-27中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的太陽(yáng)能系統(tǒng)是一種開(kāi)環(huán)系統(tǒng)或者一種閉環(huán)系統(tǒng)。
29.根據(jù)權(quán)利要求21-28中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的熱能系統(tǒng)是一種開(kāi)環(huán)系統(tǒng)或者是一種閉環(huán)系統(tǒng)。
30.根據(jù)權(quán)利要求21-29中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),太陽(yáng)能熱系統(tǒng)被配置用于將太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體引導(dǎo)到至少一個(gè)熱交換器中。
31.根據(jù)權(quán)利要求21-30中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的熱能系統(tǒng)包括產(chǎn)生蒸汽的循環(huán)。
32.根據(jù)權(quán)利要求21-31中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的熱能系統(tǒng)包括蒸汽渦輪機(jī),該蒸汽渦輪機(jī)具有用于使蒸汽在其中流動(dòng)的為數(shù)眾多的輸入口。
33.根據(jù)權(quán)利要求21-32中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的太陽(yáng)能系統(tǒng)包括用于發(fā)電的渦輪機(jī)。
34.根據(jù)權(quán)利要求21-33中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的太陽(yáng)能系統(tǒng)包括用于發(fā)電的燃?xì)馐綔u輪機(jī)。
35.根據(jù)權(quán)利要求21-34中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的太陽(yáng)能系統(tǒng)包括壓縮機(jī),該壓縮機(jī)被配置用于在太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體進(jìn)入到太陽(yáng)能接收器之前對(duì)其進(jìn)行壓縮。
36.根據(jù)權(quán)利要求34或者35中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中在太陽(yáng)能接收器和燃?xì)馐綔u輪機(jī)的中間配置燃燒室。
37.根據(jù)權(quán)利要求21-36中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中太陽(yáng)能熱系統(tǒng)包括儲(chǔ)存熱量的組件,該儲(chǔ)存熱量的組件被配置用于選擇性地儲(chǔ)存至少一部分被加熱的太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體。
38.根據(jù)權(quán)利要求21-37中的任何一個(gè)太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的熱能系統(tǒng)通過(guò)熱交換器與所述至少一個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)進(jìn)行流體連通。
39.根據(jù)權(quán)利要求38中的太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中熱轉(zhuǎn)移的流體在熱交換器中被所述太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體加熱,被加熱的熱轉(zhuǎn)移的流體被提供用于對(duì)產(chǎn)生蒸汽的循環(huán)的流體進(jìn)行加熱。
40.根據(jù)權(quán)利要求39中的太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其中所述的熱轉(zhuǎn)移流體是空氣。
41.一種熱能消耗系統(tǒng),其操作用于消耗由與至少一個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)流體連通的熱能系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱能,
所述太陽(yáng)能系統(tǒng)包括:
從其中流過(guò)的太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體;和
太陽(yáng)能接收器,該太陽(yáng)能接收器用于通過(guò)照射到太陽(yáng)能接收器上的太陽(yáng)能輻射對(duì)太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體進(jìn)行加熱,
所述太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體被所述熱能系統(tǒng)收集從而產(chǎn)生熱能。

說(shuō)明書(shū)全文

太陽(yáng)能熱系統(tǒng)

[0001] 對(duì)共同待審的申請(qǐng)的參考
[0002] 申請(qǐng)人在此要求以下美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán):2009年2月15日提交的第61/152,718號(hào)美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng),其發(fā)明名稱(chēng)為:“Solar Cycle Systems(太陽(yáng)能循環(huán)系統(tǒng))”;2009年4月7日提交的第61/167,153號(hào)美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng),其發(fā)明名稱(chēng)為:“Solar Cycle Systems(太陽(yáng)能循環(huán)系統(tǒng))”;以及2009年5月3日提交的第61/175,048號(hào)美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng),其發(fā)明名稱(chēng)為:“Solar Cycle Systems(太陽(yáng)能循環(huán)系統(tǒng))”,上述所有申請(qǐng)通過(guò)引證全部并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

[0003] 一般而言,本發(fā)明涉及的是一種太陽(yáng)能熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)

[0004] 眾所周知的是,熱能系統(tǒng)一般是通過(guò)燃燒礦物燃料來(lái)產(chǎn)生熱能。這些熱能系統(tǒng)通過(guò)熱氣體,例如,空氣,或者是被加熱的蒸汽,典型的是蒸汽,的形式來(lái)將熱量提供給熱能的消耗系統(tǒng)。除此之外,被加熱的蒸汽可以在蒸汽渦輪機(jī)中發(fā)生膨脹,以便能夠其中產(chǎn)生電能。

發(fā)明內(nèi)容

[0005] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案,在此提供的是一種太陽(yáng)能熱系統(tǒng),包括至少一個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng),該太陽(yáng)能系統(tǒng)包括流經(jīng)其中的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)的工作流體,和太陽(yáng)能接收器,其用于通過(guò)照射到太陽(yáng)能接收器上的太陽(yáng)能輻射來(lái)對(duì)太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體進(jìn)行加熱,和熱能系統(tǒng),熱能系統(tǒng)與太陽(yáng)能系統(tǒng)流體連通并收集被加熱的太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體,以便能夠產(chǎn)生熱能。對(duì)應(yīng)地,太陽(yáng)能輻射被反射圓盤(pán)聚集在儀器,反射圓盤(pán)被配置用于在太陽(yáng)能輻射照射到太陽(yáng)能接收器之前將太陽(yáng)能輻射聚集在一起。除此之外,太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體選自由空氣、水、氦氣、熔鹽、有機(jī)流體、油和二所組成的組。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案,熱能系統(tǒng)適用于汽化、加熱殺菌、干燥、對(duì)含有產(chǎn)物的聚合物進(jìn)行干燥、向消耗蒸汽的系統(tǒng)提供蒸汽、控制固體干燥劑系統(tǒng)或者吸收制冷的加熱。除此之外,熱能系統(tǒng)包括用于發(fā)電的蒸汽渦輪機(jī)。更進(jìn)一步說(shuō),熱能適用于助推蒸汽渦輪機(jī)。而且,熱能適合用于助推包含在聯(lián)合循環(huán)的燃?xì)庀到y(tǒng)中的水蒸汽渦輪機(jī)。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施方案,太陽(yáng)能系統(tǒng)是一種開(kāi)環(huán)系統(tǒng)或者一種閉環(huán)系統(tǒng)。除此之外,熱能系統(tǒng)是一種開(kāi)環(huán)系統(tǒng)或者是一種閉環(huán)系統(tǒng)。對(duì)應(yīng)地,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)被配置用于將太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體引導(dǎo)到至少一個(gè)熱交換器中。更進(jìn)一步說(shuō),熱能系統(tǒng)包括產(chǎn)生蒸汽的循環(huán)。而且,熱能系統(tǒng)包括蒸汽渦輪機(jī),該蒸汽渦輪機(jī)具有用于使蒸汽能在其中流動(dòng)的為數(shù)眾多的輸入口。
[0008] 仍是根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案,太陽(yáng)能系統(tǒng)包括用于發(fā)電的渦輪機(jī)。除此之外,太陽(yáng)能系統(tǒng)包括用于發(fā)電的燃?xì)馐綔u輪機(jī)。對(duì)應(yīng)地,太陽(yáng)能系統(tǒng)包括壓縮機(jī),該壓縮機(jī)被配置用于在太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體進(jìn)入到太陽(yáng)能接收器之前對(duì)其進(jìn)行壓縮。更進(jìn)一步說(shuō),在太陽(yáng)能接收器和燃?xì)馐綔u輪機(jī)的中間配置燃燒室。而且,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)包括儲(chǔ)存熱量的組件,該儲(chǔ)存熱量的組件被配置用于選擇性地儲(chǔ)存至少一部分被加熱的太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體。
[0009] 仍然是根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施方案,熱能系統(tǒng)通過(guò)熱交換器與太陽(yáng)能系統(tǒng)進(jìn)行流體連通。除此之外,熱轉(zhuǎn)移的流體在熱交換器中被太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體加熱,被加熱的熱轉(zhuǎn)移的流體被提供用于對(duì)產(chǎn)生蒸汽的循環(huán)中的流體進(jìn)行加熱。對(duì)應(yīng)地,熱轉(zhuǎn)移的流體是空氣。
[0010] 因此,根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案,在此提供的是一種太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其包括至少一個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng),該太陽(yáng)能系統(tǒng)包括從其中流過(guò)的太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體,和太陽(yáng)能接收器,該太陽(yáng)能接收器用于通過(guò)照射到太陽(yáng)能接收器上的太陽(yáng)能輻射對(duì)太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體進(jìn)行加熱,和與太陽(yáng)能系統(tǒng)流體連通的熱能系統(tǒng),該熱能系統(tǒng)是用于通過(guò)被加熱的太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體來(lái)提供所產(chǎn)生的熱能。
[0011] 因此,根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案,在此提供的是一種熱能消耗系統(tǒng),其操作用于消耗由與至少一個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)流體連通的熱能系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱能,太陽(yáng)能系統(tǒng)包括從其中流過(guò)的太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體,和太陽(yáng)能接收器,該太陽(yáng)能接收器用于通過(guò)照射到太陽(yáng)能接收器上的太陽(yáng)能輻射對(duì)太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體進(jìn)行加熱,太陽(yáng)能系統(tǒng)的工作流體被熱能系統(tǒng)收集從而產(chǎn)生熱能。附圖說(shuō)明
[0012] 本發(fā)明的主題將通過(guò)結(jié)合以下的附圖和說(shuō)明書(shū)中詳細(xì)的描述而獲得更為全面的解釋和理解,附圖說(shuō)明如下:
[0013] 附圖1A和附圖1B都是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案所構(gòu)建和操作的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的示意圖的舉例說(shuō)明;
[0014] 附圖2A和附圖2B都是根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施方案所構(gòu)建和操作的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的示意圖的舉例說(shuō)明;
[0015] 附圖3A和附圖3B都是根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案所構(gòu)建和操作的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的示意圖的舉例說(shuō)明;
[0016] 附圖4A和附圖4B仍然是根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案所構(gòu)建和操作的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的示意圖的舉例說(shuō)明;
[0017] 附圖5A和附圖5B都是根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案所構(gòu)建和操作的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的示意圖的舉例說(shuō)明;
[0018] 附圖6A和附圖6B都是根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案所構(gòu)建和操作的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的示意圖的舉例說(shuō)明;
[0019] 附圖7A和附圖7B仍然是根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案所構(gòu)建和操作的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的示意圖的舉例說(shuō)明;
[0020] 附圖8A和附圖8B都是根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案所構(gòu)建和操作的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的示意圖的舉例說(shuō)明;
[0021] 附圖9A和附圖9B都是根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施方案所構(gòu)建和操作的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的示意圖的舉例說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

[0022] 在以下的描述中,本發(fā)明的主題的各個(gè)不同的方面將得以進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。出于進(jìn)行清楚地解釋說(shuō)明的目的,其中特殊的結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)是為了幫助對(duì)本發(fā)明進(jìn)行全面的理解而設(shè)定的。然而,對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的任何一名普通技術(shù)人員而言,顯而易見(jiàn)的是,本發(fā)明也可以無(wú)需通過(guò)本文所描述的細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn),同時(shí)不會(huì)脫離于本發(fā)明的范圍。更進(jìn)一步說(shuō),為了使本發(fā)明更為清晰,本領(lǐng)域內(nèi)眾所周知的技術(shù)特征可以省略和/或簡(jiǎn)化。
[0023] 現(xiàn)在參考附圖1A-2B,它們是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案所構(gòu)建和操作的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的示意圖的舉例說(shuō)明。正如附圖1A所示,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)100包括太陽(yáng)能系統(tǒng)102和熱能系統(tǒng)104。通常情況下,太陽(yáng)能系統(tǒng)102包括接收器120,該接收器操作用于加熱其中的工作流體。任何一種適當(dāng)?shù)墓ぷ髁黧w,例如,舉例來(lái)說(shuō)空氣、水、氦氣、熔鹽、油,任一的有機(jī)流體或者二氧化碳,都可以通過(guò)操作而在太陽(yáng)能系統(tǒng)102和/或熱能系統(tǒng)104中進(jìn)行流動(dòng)。
[0024] 太陽(yáng)能接收器120可以是任何一種適當(dāng)?shù)谋辉O(shè)計(jì)用于通過(guò)照射在其上的被聚集的太陽(yáng)能輻射來(lái)加熱工作流體的太陽(yáng)能接收器。太陽(yáng)能輻射可以通過(guò)任何一種適當(dāng)?shù)奶?yáng)能收集系統(tǒng)進(jìn)行聚集。太陽(yáng)能收集系統(tǒng)可以包括任何一種適當(dāng)?shù)挠糜诰奂?yáng)能輻射的裝置,例如,使用跟蹤太陽(yáng)能的集中器,例如,反射圓盤(pán),反射槽,F(xiàn)resnel反射鏡,或者是日光反射裝置。在附圖1A-9B中所示的實(shí)施例那樣,跟蹤太陽(yáng)能的集中器是一種反射圓盤(pán)124。
[0025] 太陽(yáng)能系統(tǒng)102與熱能系統(tǒng)104相連通。熱能系統(tǒng)104可以接收來(lái)自任何數(shù)量的太陽(yáng)能系統(tǒng)102的熱能。例如,上百個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)102可以將熱能提供給單個(gè)的熱能系統(tǒng)104或者為數(shù)眾多的熱能系統(tǒng)104,正如下文中將要結(jié)合附圖1B所進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明的那樣。
[0026] 在附圖1A所顯示的實(shí)施方案中,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)100包括閉環(huán)回路的循環(huán),盡管人們意識(shí)到開(kāi)環(huán)回路的系統(tǒng)也是可以使用的,正如在附圖2A中所舉例說(shuō)明的那樣。
[0027] 工作流體進(jìn)入到接收器120中并在其中被加熱。被加熱的工作流體從接收器120中排出并流入到熱能系統(tǒng)104中。之后,工作流體可以被再次引入到接收器120中,以便進(jìn)行之后的再次加熱,并進(jìn)一步以熱能的形式將熱能量提供給熱能系統(tǒng)104??梢允褂?a href='/zhuanli/list-17397-1.html' target='_blank'>風(fēng)箱130來(lái)確保工作流體繼續(xù)在接收器120和熱能系統(tǒng)104之間流動(dòng)。
[0028] 值得注意的是,其中的工作流體是氣體,例如,空氣,可以提供風(fēng)箱,以及其中的工作流體是液體,例如,水,可以提供,來(lái)確保工作流體的持續(xù)流動(dòng)。進(jìn)一步值得注意的是,額外的風(fēng)箱和/或泵可以增加到太陽(yáng)能系統(tǒng)102和/或熱能系統(tǒng)104中,從而能夠確保工作流體可以持續(xù)流動(dòng)。
[0029] 熱能系統(tǒng)104可以被設(shè)計(jì)用于將熱能提供給任何一種熱能消耗系統(tǒng)。在非限制性的實(shí)施例中,熱能系統(tǒng)104可以將熱能提供給工業(yè)系統(tǒng),例如,食品系統(tǒng)。而且,熱能可以適用于汽化、加熱殺菌、或者是在化工工業(yè)或者是其他工業(yè)中使用的其他任何一種消耗熱量的工藝流程。熱能可以用于干燥、例如,對(duì)含有產(chǎn)物的聚合物進(jìn)行干燥。熱能可以被引入到蒸汽渦輪機(jī)中用于發(fā)電。除此之外,熱能可以適用于助推蒸汽渦輪機(jī),典型的是一種水蒸汽的渦輪機(jī),例如,燃?xì)饣蛘呤侨?a href='/zhuanli/list-16818-1.html' target='_blank'>的水蒸汽渦輪機(jī),或者是包含在聯(lián)合循環(huán)的燃?xì)庀到y(tǒng)中的蒸汽渦輪機(jī)。更進(jìn)一步說(shuō),熱能可以用于提供蒸汽或者系統(tǒng)消耗的蒸汽,例如,水蒸汽。熱能也可以用于控制固體干燥劑系統(tǒng)的加熱,例如,包含在空調(diào)系統(tǒng)中的干燥劑系統(tǒng)。熱能可以用于吸收制冷,例如,舉例來(lái)說(shuō),通過(guò)水蒸汽或者是通過(guò)被加熱的空氣來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0030] 更進(jìn)一步說(shuō),熱交換器(沒(méi)有顯示)可以提供用于將熱能從太陽(yáng)能系統(tǒng)102中轉(zhuǎn)移到其他的熱能系統(tǒng)中,正如在附圖3A-3B中所示。
[0031] 在非限制性的實(shí)施例中,工作流體是空氣,該空氣在大約100℃的溫度和大約1.2bar的壓條件下進(jìn)入到接收器120中。從接收器120中流出的工作流體的溫度是大約
600℃,壓力是1.18bar。
[0032] 值得期待的是,從接收器120中排出的工作流體的溫度是可以根據(jù)熱能消耗系統(tǒng)的特性進(jìn)行選擇的。
[0033] 正如附圖1B所示,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)150可以包括為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)102。盡管舉例說(shuō)明的僅僅只是兩個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng),人們將會(huì)理解,實(shí)質(zhì)上可以使用任何數(shù)量的太陽(yáng)能系統(tǒng),典型的是,從十個(gè)到數(shù)百個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)。太陽(yáng)能系統(tǒng)102中的每一個(gè)都能通過(guò)第一主管道160與熱能系統(tǒng)104熱連通,可以從為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)102中的每一個(gè)中將工作流體轉(zhuǎn)移到熱能系統(tǒng)104中。第二主管道164被用于從熱能系統(tǒng)104中將工作流體轉(zhuǎn)移到為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)102中的每一個(gè)內(nèi)。
[0034] 太陽(yáng)能熱系統(tǒng)100和150中的部件,例如,太陽(yáng)能接收器120和風(fēng)箱130,都可以通過(guò)為數(shù)眾多的任何適當(dāng)?shù)?a href='/zhuanli/list-20740-1.html' target='_blank'>導(dǎo)管連接起來(lái)。
[0035] 現(xiàn)在參考附圖2A-2B,分別顯示的是太陽(yáng)能熱系統(tǒng)200和250。太陽(yáng)能熱系統(tǒng)200類(lèi)似于附圖1A中的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)100,其中太陽(yáng)能熱系統(tǒng)100是一種閉環(huán)回路的系統(tǒng),以及太陽(yáng)能熱系統(tǒng)200是一種開(kāi)環(huán)回路的系統(tǒng)。太陽(yáng)能熱系統(tǒng)250類(lèi)似于附圖1B中的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)150,其中太陽(yáng)能熱系統(tǒng)150是一種閉環(huán)回路的系統(tǒng)和太陽(yáng)能熱系統(tǒng)250是一種開(kāi)環(huán)回路的系統(tǒng)。
[0036] 在非限制性的實(shí)施例中,流入的工作流體是空氣,該空氣在大氣的溫度和壓力的條件下流入到接收器120中。從接收器120中流出的工作流體的溫度是大約600℃,壓力大約為1.07bar。工作流體從熱能系統(tǒng)104流出到周?chē)髿庵械墓ぷ髁黧w的溫度大約為90℃,壓力值是周?chē)?a href='/zhuanli/list-22769-1.html' target='_blank'>大氣壓值。
[0037] 現(xiàn)在參考附圖3A和附圖3B,它們是根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施方案所構(gòu)建和操作的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的示意圖的舉例說(shuō)明。正如附圖3A所示,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)300包括太陽(yáng)能系統(tǒng)302和熱能系統(tǒng)304。
[0038] 太陽(yáng)能系統(tǒng)302和熱能系統(tǒng)304相連通。熱能系統(tǒng)304可以接收來(lái)自任何數(shù)量的太陽(yáng)能系統(tǒng)302的熱能。例如,上百個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)302可以將熱能提供給單個(gè)的熱能系統(tǒng)304或者為數(shù)眾多的熱能系統(tǒng)304,正如下文中將要結(jié)合附圖3B進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明的那樣。
[0039] 在附圖3A所顯示的實(shí)施方案中,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)300包括閉環(huán)回路的循環(huán),盡管人們意識(shí)到開(kāi)環(huán)回路的系統(tǒng)也是可以使用的。
[0040] 工作流體進(jìn)入到接收器120中并在其中被加熱。被加熱的工作流體從接收器120中排出并流入到熱能系統(tǒng)304的熱交換器310中。之后,工作流體可以被再次引入到接收器120中,以便進(jìn)行之后的再次加熱,并進(jìn)一步以熱能的形式將熱能量提供給熱能系統(tǒng)304。
可以使用泵330來(lái)確保工作流體繼續(xù)在接收器120和熱能系統(tǒng)304之間進(jìn)行流動(dòng)。除此之外,膨脹箱334可以用于使工作流體在進(jìn)入到接收器120之前進(jìn)行膨脹,其中工作流體的溫度被提高。可以選擇的是,可以避免使用膨脹箱334。
[0041] 熱交換器310被操作用于以熱的形式將熱能轉(zhuǎn)移到熱能消耗系統(tǒng)314中,這是通過(guò)從周?chē)髿庵辛魅氲綗峤粨Q器310中的流體來(lái)實(shí)現(xiàn)的。流體在熱交換器310中被加熱并流入到熱能消耗系統(tǒng)314中。熱能消耗系統(tǒng)314被設(shè)計(jì)用于將熱能提供給任何一種熱能消耗系統(tǒng),正如上文中結(jié)合附圖1A和附圖1B中的熱能系統(tǒng)104所進(jìn)行描述的那樣。
[0042] 在非限制性的實(shí)施例中,工作流體是熔鹽,該熔鹽在大約220℃的溫度和大約4.5bar的壓力條件下進(jìn)入到接收器120中。從接收器120中流出的工作流體的溫度是大約
600℃,壓力大約是4bar。進(jìn)入到熱交換器310中的工作流體是空氣,該空氣的溫度大約是
80℃的溫度和壓力大約是4bar。流體在熱交換器310中并加熱并進(jìn)入到熱能消耗系統(tǒng)314中,此時(shí)的溫度大約是600℃,壓力大約是3.8bar。
[0043] 正如附圖3B所示,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)350可以包括為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)302。盡管舉例說(shuō)明的僅僅只是兩個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng),人們將會(huì)理解,實(shí)質(zhì)上可以使用任何數(shù)量的太陽(yáng)能系統(tǒng),典型的是,十個(gè)到數(shù)百個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)。太陽(yáng)能系統(tǒng)302中的每一個(gè)都能通過(guò)第一主管道360與熱能系統(tǒng)304熱連通,可以從為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)302中的每一個(gè)中將工作流體轉(zhuǎn)移到熱能系統(tǒng)304中。第二主管道364被用于從熱能系統(tǒng)304中將工作流體轉(zhuǎn)移到為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)302中的每一個(gè)內(nèi)。
[0044] 太陽(yáng)能熱系統(tǒng)300和350中的部件,例如,太陽(yáng)能接收器120和泵330,都可以通過(guò)為數(shù)眾多的任何適當(dāng)?shù)膶?dǎo)管連接起來(lái)。
[0045] 現(xiàn)在參考附圖,4A和附圖4B,它們是根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施方案所構(gòu)建和操作的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的示意圖的舉例說(shuō)明。正如附圖4A所示,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)400包括太陽(yáng)能系統(tǒng)402和熱能系統(tǒng)404。
[0046] 太陽(yáng)能系統(tǒng)402和熱能系統(tǒng)404相連通。熱能系統(tǒng)404可以接收來(lái)自任何數(shù)量的太陽(yáng)能系統(tǒng)402的熱能。例如,上百個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)402可以將熱能提供給單個(gè)的熱能系統(tǒng)404或者為數(shù)眾多的熱能系統(tǒng)404,正如下文中將要結(jié)合附圖4B進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明的那樣。
[0047] 在附圖4A所顯示的實(shí)施方案中,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)400包括閉環(huán)回路的循環(huán),盡管人們意識(shí)到開(kāi)環(huán)回路的系統(tǒng)也是可以使用的。除此之外,附圖4A的實(shí)施方案中,太陽(yáng)能系統(tǒng)402與太陽(yáng)能系統(tǒng)302類(lèi)似。在太陽(yáng)能系統(tǒng)402中,被加熱的工作流體從接收器120中排出并流入到熱能系統(tǒng)404的熱交換器410中。
[0048] 熱交換器410被操作用于以熱的形式將熱能轉(zhuǎn)移到熱能消耗系統(tǒng)440中,這是通過(guò)產(chǎn)生蒸汽的循環(huán)420來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0049] 產(chǎn)生蒸汽的循環(huán)中的流體從產(chǎn)生蒸汽的循環(huán)420中流入到熱交換器410中,并在其中進(jìn)行加熱。被加熱的產(chǎn)生蒸汽的循環(huán)中的流體可以包括任何一種適當(dāng)?shù)牧黧w,例如,舉例來(lái)說(shuō)水或者有機(jī)流體。
[0050] 被加熱的蒸汽從熱交換器410中排出并通過(guò)熱交換器450在熱能消耗系統(tǒng)440中流動(dòng),以便于利用由產(chǎn)生蒸汽的循環(huán)420中所產(chǎn)生的蒸汽的熱能。產(chǎn)生蒸汽的循環(huán)中的流體對(duì)熱交換器450中的熱能消耗系統(tǒng)的流體進(jìn)行加熱。泵452可以用于確保熱能消耗系統(tǒng)中的流體在熱能消耗系統(tǒng)440和熱交換器450之間的持續(xù)流動(dòng)。
[0051] 熱能消耗系統(tǒng)440被設(shè)計(jì)用于將熱能提供給任何一種熱能消耗系統(tǒng),正如上文中結(jié)合附圖1A和附圖1B中的熱能系統(tǒng)104進(jìn)行描述的那樣。
[0052] 額外的熱交換器(沒(méi)有顯示)可以提供用于將來(lái)自太陽(yáng)能系統(tǒng)402的熱能轉(zhuǎn)移到其他的熱能系統(tǒng)中。
[0053] 蒸汽,通常位于飽和點(diǎn)附近,從熱交換器450中排出并流入到冷凝器480中,在此蒸汽經(jīng)過(guò)冷凝變?yōu)橐后w??梢赃x擇的是,可以避免使用冷凝器480,典型的是,其中熱消耗系統(tǒng)440不需要過(guò)熱的蒸汽,因此,熱交換器450可以用作冷凝器。熱交換器450可以用作冷凝器的系統(tǒng)的一種實(shí)施例是一種吸收制冷的系統(tǒng)或者是任何一種飽和蒸汽的消耗系統(tǒng)。
[0054] 從冷凝器480或者是熱交換器450中排出的液體,其中可以省略使用冷凝器480,是通過(guò)泵482被輸送到熱交換器410中,從而允許產(chǎn)生蒸汽的循環(huán)420中的液體能持續(xù)流動(dòng)。
[0055] 在非限制性的實(shí)施例中,產(chǎn)生蒸汽的循環(huán)中的流體是水。進(jìn)入到熱交換器410中的水的溫度是大約80℃,壓力大約是60bar。過(guò)熱的蒸汽從熱交換器410中排出,典型的是,提高的溫度是在大約370℃,壓力大約是60bar。通常情況下,水蒸汽是在飽和點(diǎn)附近從熱交換器450中排出并流入到冷凝器480中,在此,水蒸汽經(jīng)過(guò)冷凝轉(zhuǎn)變?yōu)樗?。從熱交換器450中排出的水蒸汽的溫度是大約50℃,壓力大約是0.1bar。從冷凝器480中排出的水的溫度和壓力實(shí)質(zhì)上是進(jìn)入到冷凝器480中的水蒸汽的溫度和壓力。水從冷凝器480中流出并流入到泵482中,然后從泵中排出并流入到熱交換器410中,溫度是大約80℃,壓力大約是60bar。蒸汽對(duì)熱能消耗系統(tǒng)中流體,例如,在熱交換器450中的油,進(jìn)行加熱到溫度大約為350℃,壓力大約是40bar。從熱消耗系統(tǒng)440中排出的油可以在溫度是大約250℃,壓力大約是30bar的條件下再次進(jìn)入到熱交換器450中。
[0056] 正如附圖4B所示,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)490可以包括為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)402。盡管舉例說(shuō)明的僅僅只是兩個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng),人們將會(huì)理解,實(shí)質(zhì)上可以使用任何數(shù)量的太陽(yáng)能系統(tǒng),典型的是,十個(gè)到數(shù)百個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)。每一個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)402都能通過(guò)第一主管道492與熱能系統(tǒng)304熱連通,也可以從為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)402中的每一個(gè)中將工作流體轉(zhuǎn)移到熱能系統(tǒng)404中。第二主管道494被用于從熱能系統(tǒng)404中將工作流體轉(zhuǎn)移到為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)402中的每一個(gè)內(nèi)。
[0057] 太陽(yáng)能熱系統(tǒng)400和490中的部件,例如,太陽(yáng)能接收器120和泵430,可以通過(guò)為數(shù)眾多的任何適當(dāng)?shù)膶?dǎo)管連接起來(lái)。
[0058] 現(xiàn)在參考附圖5A和附圖5B,它們是根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案所構(gòu)建和操作的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的示意圖的舉例說(shuō)明。正如附圖5A所示,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)500包括太陽(yáng)能系統(tǒng)502和熱能系統(tǒng)504。
[0059] 太陽(yáng)能系統(tǒng)502和熱能系統(tǒng)504相連通。熱能系統(tǒng)504可以接收來(lái)自任何數(shù)量的太陽(yáng)能系統(tǒng)502的熱能。例如,上百個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)502可以將熱能提供給單個(gè)的熱能系統(tǒng)504或者為數(shù)眾多的熱能系統(tǒng)504,正如下文中將要結(jié)合附圖5B進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明的那樣。
[0060] 在附圖5A所顯示的實(shí)施方案中,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)500包括閉環(huán)回路的循環(huán),盡管人們意識(shí)到開(kāi)環(huán)回路的系統(tǒng)也是可以使用的。除此之外,附圖5A的實(shí)施方案中的太陽(yáng)能系統(tǒng)502與太陽(yáng)能系統(tǒng)402類(lèi)似。在太陽(yáng)能系統(tǒng)502中,被加熱的工作流體從接收器120中排出并流入到熱能系統(tǒng)504的熱交換器510中。
[0061] 熱交換器510可以操作用于以熱的形式將熱能轉(zhuǎn)移到熱能消耗系統(tǒng)中,熱能消耗系統(tǒng)通過(guò)產(chǎn)生蒸汽的循環(huán)520來(lái)配置為一種蒸汽渦輪機(jī)540。
[0062] 產(chǎn)生蒸汽的循環(huán)中的流體從產(chǎn)生蒸汽的循環(huán)520中進(jìn)入到熱交換器510中并在此被加熱。被加熱的蒸汽從熱交換器510中排出并流動(dòng)到蒸汽渦輪機(jī)540中,以用于從其中產(chǎn)生電能。
[0063] 蒸汽從渦輪機(jī)540中排出并流入到冷凝器580中,在此蒸汽經(jīng)過(guò)冷凝轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w。從冷凝器580中排出的液體通過(guò)泵582被引入到熱交換器510中,從未而允許產(chǎn)生蒸汽的循環(huán)520中的流體能夠繼續(xù)流動(dòng)。
[0064] 在非限制性的實(shí)施例中,熱交換器中的流體是水。進(jìn)入到熱交換器510中的水的溫度是大約80℃,壓力大約是60bar。過(guò)熱的蒸汽從熱交換器510中排出,典型的是,提高的溫度是在大約370℃,壓力大約是60bar。從渦輪機(jī)中排出的水蒸汽的溫度是大約50℃,壓力大約是0.1bar,排入到冷凝器580中,在此水蒸汽通過(guò)冷凝轉(zhuǎn)換為水。從冷凝器580中排出的水的溫度和壓力實(shí)質(zhì)上是進(jìn)入到冷凝器580中的蒸汽的溫度和壓力。水從冷凝器580中流出并流入到泵582中,然后從泵中排出并流入到熱交換器410中,溫度是大約80℃,壓力大約是60bar。
[0065] 正如附圖5B所示,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)590可以包括為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)502。盡管舉例說(shuō)明的僅僅只是兩個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng),人們將會(huì)理解,實(shí)質(zhì)上可以使用任何數(shù)量的太陽(yáng)能系統(tǒng),典型的是,十個(gè)到數(shù)百個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)。每一個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)502都能通過(guò)第一主管道592與熱能系統(tǒng)504熱連通,也可以從為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)502中的每一個(gè)中將工作流體轉(zhuǎn)移到熱能系統(tǒng)504中。第二主管道594被用于從熱能系統(tǒng)504中將工作流體轉(zhuǎn)移到為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)502中的每一個(gè)內(nèi)。
[0066] 太陽(yáng)能熱系統(tǒng)500和590中的部件都可以通過(guò)為數(shù)眾多的任何適當(dāng)?shù)膶?dǎo)管連接起來(lái)。
[0067] 現(xiàn)在參考附圖6A和附圖6B,它們是根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案所構(gòu)建和操作的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的示意圖的舉例說(shuō)明。正如附圖6A所示,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)600包括太陽(yáng)能系統(tǒng)602和熱能系統(tǒng)604。
[0068] 太陽(yáng)能系統(tǒng)602和熱能系統(tǒng)604相連通。熱能系統(tǒng)604可以接收來(lái)自任何數(shù)量的太陽(yáng)能系統(tǒng)602的熱能。例如,上百個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)602可以將熱能提供給單個(gè)的熱能系統(tǒng)604或者為數(shù)眾多的熱能系統(tǒng)504,正如下文中將要結(jié)合附圖6B進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明的那樣。
[0069] 在附圖6A所顯示的實(shí)施方案中,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)600包括閉環(huán)回路的循環(huán),盡管人們意識(shí)到開(kāi)環(huán)回路的系統(tǒng)也是可以使用的。除此之外,附圖6A的實(shí)施方案中的太陽(yáng)能系統(tǒng)602和熱能系統(tǒng)604分別與附圖5A中的太陽(yáng)能系統(tǒng)502和熱能系統(tǒng)504類(lèi)似。在熱能系統(tǒng)
604中,熱交換器610顯示為通過(guò)為數(shù)眾多的輸入口,例如,第一輸入口620和第二輸入口
630,將其中的蒸汽流引導(dǎo)到蒸汽渦輪機(jī)540中。為數(shù)眾多的輸入口中的每一個(gè)都允許其中的蒸汽流以不同的溫度和壓力進(jìn)入到蒸汽渦輪機(jī)540中。
[0070] 正如附圖6B所示,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)690可以包括為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)602。盡管舉例說(shuō)明的僅僅只是兩個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng),人們將會(huì)理解,實(shí)質(zhì)上可以使用任何數(shù)量的太陽(yáng)能系統(tǒng),典型的是,十個(gè)到數(shù)百個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)。每一個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)602都能通過(guò)第一主管道692與熱能系統(tǒng)604熱連通,也可以從為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)602中的每一個(gè)中將工作流體轉(zhuǎn)移到熱能系統(tǒng)604中。第二主管道694被用于從熱能系統(tǒng)604中將工作流體轉(zhuǎn)移到為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)602中的每一個(gè)內(nèi)。
[0071] 太陽(yáng)能熱系統(tǒng)600和690中的部件都可以通過(guò)為數(shù)眾多的任何適當(dāng)?shù)膶?dǎo)管連接起來(lái)。
[0072] 現(xiàn)在參考附圖7A和附圖7B,它們是根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案所構(gòu)建和操作的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的示意圖的舉例說(shuō)明。正如附圖7A所示,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)700包括太陽(yáng)能系統(tǒng)702和熱能系統(tǒng)704。
[0073] 太陽(yáng)能系統(tǒng)702和熱能系統(tǒng)704相連通。熱能系統(tǒng)704可以接收來(lái)自任何數(shù)量的太陽(yáng)能系統(tǒng)702的熱能。例如,上百個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)702可以將熱能提供給單個(gè)的熱能系統(tǒng)704或者為數(shù)眾多的熱能系統(tǒng)704,正如下文中將要結(jié)合附圖7B進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明的那樣。
[0074] 在附圖7A所顯示的實(shí)施方案中,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)700包括閉環(huán)回路的循環(huán),盡管人們意識(shí)到開(kāi)環(huán)回路的系統(tǒng)也是可以使用的。
[0075] 壓縮機(jī)710可以用于允許流入工作流體在其中流動(dòng)。被壓縮的工作流體在提高的壓力作用下從壓縮機(jī)710中流出,并流入到接收器120中。從太陽(yáng)能接收器120中排出的工作流體流入到渦輪機(jī)中,例如,燃?xì)馐綔u輪機(jī)718,其使得工作流體發(fā)生膨脹,以便從其中產(chǎn)生電能。從接收器120中排出的被壓縮的工作流體可以在進(jìn)入到燃?xì)馐綔u輪機(jī)718之前被燃燒室720進(jìn)一步加熱。燃燒室720可以用于確保工作流體能以所需要的溫度達(dá)到燃?xì)馐綔u輪機(jī)718,在非限制性的實(shí)施例中,溫度的范圍是在大約800℃到1100℃之間,在時(shí)間周期中,流入的太陽(yáng)能輻射可能是不充足的,典型的是,例如,在清晨、晚上和午夜。
[0076] 燃燒室720可以在接收器120和燃?xì)馐綔u輪機(jī)718之間成系列地進(jìn)行安裝,正如在附圖7A中所示,或者可以平行于流經(jīng)接收器120(沒(méi)有顯示)的流體進(jìn)行安裝。
[0077] 值得期待的是,在附圖7A顯示的本發(fā)明的實(shí)施方案中,壓縮機(jī)710與燃?xì)馐綔u輪機(jī)718通過(guò)連接軸730連接在一起,在可以選用的實(shí)施方案中,可以省略連接軸730的使用。
[0078] 典型的是,膨脹的工作流體在較低的溫度下從燃?xì)馐綔u輪機(jī)718中排出。膨脹的工作流體進(jìn)入到熱能系統(tǒng)704的熱交換器740中。風(fēng)箱744可以用于確保工作流體在熱交換器740和壓縮機(jī)710之間持續(xù)流動(dòng)。
[0079] 熱交換器740將熱量轉(zhuǎn)移到熱能系統(tǒng)704中。熱能系統(tǒng)704與附圖4A中的熱能系統(tǒng)404類(lèi)似。
[0080] 在非限制性的實(shí)施例中,工作流體是二氧化碳,其進(jìn)入到熱交換器710中的溫度是大約50℃,壓力大約是5bar,其從熱交換器710中時(shí)溫度是在大約250℃,壓力大約是20bar。從接收器120中排出的二氧化碳的溫度是大約1000℃,壓力大約是20bar。從燃?xì)馐綔u輪機(jī)718中排出的二氧化碳的溫度是大約650℃,壓力大約是5.5bar
[0081] 正如附圖7B所示,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)790可以包括為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)702。盡管舉例說(shuō)明的僅僅只是兩個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng),人們將會(huì)理解,實(shí)質(zhì)上可以使用任何數(shù)量的太陽(yáng)能系統(tǒng),典型的是,十個(gè)到數(shù)百個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)。每一個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)702都能通過(guò)第一主管道792與熱能系統(tǒng)704熱連通,也可以從為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)702中的每一個(gè)中將工作流體轉(zhuǎn)移到熱能系統(tǒng)704中。第二主管道794被用于從熱能系統(tǒng)704中將工作流體轉(zhuǎn)移到為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)702中的每一個(gè)內(nèi)。
[0082] 太陽(yáng)能熱系統(tǒng)700和790中的部件都可以通過(guò)為數(shù)眾多的任何適當(dāng)?shù)膶?dǎo)管連接起來(lái)。
[0083] 現(xiàn)在參考附圖8A和附圖8B,它們是根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案所構(gòu)建和操作的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的示意圖的舉例說(shuō)明。正如附圖8A所示,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)800包括太陽(yáng)能系統(tǒng)802和熱能系統(tǒng)804。
[0084] 太陽(yáng)能系統(tǒng)802和熱能系統(tǒng)804相連通。熱能系統(tǒng)804可以接收來(lái)自任何數(shù)量的太陽(yáng)能系統(tǒng)802的熱能。例如,上百個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)802可以將熱能提供給單個(gè)的熱能系統(tǒng)804或者為數(shù)眾多的熱能系統(tǒng)804,正如下文中將要結(jié)合附圖8B進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明的那樣。
[0085] 在附圖8A所顯示的實(shí)施方案中,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)800包括閉環(huán)回路的循環(huán),盡管人們意識(shí)到開(kāi)環(huán)回路的系統(tǒng)也是可以使用的。太陽(yáng)能系統(tǒng)802和熱能系統(tǒng)804分別與附圖7A中的太陽(yáng)能系統(tǒng)702和熱能系統(tǒng)704類(lèi)似。
[0086] 熱量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)806可以用于儲(chǔ)存來(lái)自太陽(yáng)能系統(tǒng)802的熱量。熱量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)806包括儲(chǔ)存熱量的組件810,其可以操作用于通過(guò)任何適當(dāng)?shù)氐姆绞絹?lái)儲(chǔ)存其中的熱量。舉例來(lái)說(shuō),儲(chǔ)存熱量的組件810可以包括惰性的熱量?jī)?chǔ)存材料,例如,熔鹽,有機(jī)的熱轉(zhuǎn)移流體,水蒸汽或者敏感的熱量?jī)?chǔ)存材料,例如,二氧化碳。儲(chǔ)存熱量的組件810還可以包括固體的高儲(chǔ)熱材料,或者相變材料。單個(gè)的儲(chǔ)存組件可以結(jié)合上述材料。舉例來(lái)說(shuō),固體的高儲(chǔ)熱材料與惰性的熱量?jī)?chǔ)存材料相結(jié)合,或者相變材料與敏感的熱量?jī)?chǔ)存材料相結(jié)合。一些儲(chǔ)存組件可以包括熱槽和冷槽(沒(méi)有顯示),可以用作,例如,維持熱槽中的溫度穩(wěn)定性。值得注意的是,儲(chǔ)存熱量的組件810可以包括任何一種用于儲(chǔ)存熱量的適當(dāng)?shù)难b置。
[0087] 可以使用為數(shù)眾多的控制組件820,824,和826來(lái)實(shí)現(xiàn)工作流體的各種不同的流動(dòng)路徑的配置。通過(guò)控制閥組件820,824和826來(lái)配置的各種不同的流動(dòng)路徑如下:控制閥組件820控制來(lái)自燃?xì)馐綔u輪機(jī)718的所有的工作流體,以直接流動(dòng)到儲(chǔ)存熱量的組件810中,從而存儲(chǔ)在此,之后通過(guò)控制閥組件824引導(dǎo)到熱能系統(tǒng)804中;控制閥組件820和824控制來(lái)自燃?xì)馐綔u輪機(jī)718的所有的工作流體,以通過(guò)儲(chǔ)存熱量的組件810,之后直接引導(dǎo)到熱能系統(tǒng)804中;控制閥組件820和824控制來(lái)自燃?xì)馐綔u輪機(jī)718的一部分工作流體,以直接流動(dòng)到熱能系統(tǒng)804中,以及另一部分工作流體被控制閥組件820控制,以流入到熱量存儲(chǔ)組件810中;以及控制閥組件820控制來(lái)自燃?xì)馐綔u輪機(jī)718的所有的工作流體,以直接流動(dòng)到儲(chǔ)存熱量的組件810中,從而存儲(chǔ)在此,以及之后通過(guò)控制閥組件824和826再次流回到燃?xì)馐綔u輪機(jī)718中。
[0088] 值得注意的是,控制閥組件820,824和826中的任何一個(gè)都可以省略不用。而且,其他額外的控制閥組件也可以適用到熱量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)806中。
[0089] 值得進(jìn)一步注意的是,熱量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)806可以定位在太陽(yáng)能熱系統(tǒng)800中的任何適當(dāng)?shù)?a href='/zhuanli/list-14291-1.html' target='_blank'>位置上。
[0090] 正如附圖8B所示,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)890可以包括為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)802。盡管舉例說(shuō)明的僅僅只是兩個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng),人們將會(huì)理解,實(shí)質(zhì)上可以使用任何數(shù)量的太陽(yáng)能系統(tǒng),典型的是,十個(gè)到數(shù)百個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)。每一個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)802都能通過(guò)第一主管道892與熱能系統(tǒng)804熱連通,也可以從為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)802中的每一個(gè)中將工作流體轉(zhuǎn)移到熱能系統(tǒng)804中。第二主管道894被用于從熱能系統(tǒng)804中將工作流體轉(zhuǎn)移到為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)802中的每一個(gè)內(nèi)。
[0091] 太陽(yáng)能熱系統(tǒng)800和890中的部件都可以通過(guò)為數(shù)眾多的任何適當(dāng)?shù)膶?dǎo)管連接起來(lái)。
[0092] 值得注意的是,熱量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)806可以適用到附圖1A-7B中的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)中,以便用于儲(chǔ)存其中的熱能。
[0093] 現(xiàn)在參考附圖9A和附圖9B,它們是根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施方案所構(gòu)建和操作的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)的簡(jiǎn)化的示意圖的舉例說(shuō)明。正如附圖9A所示,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)800包括太陽(yáng)能系統(tǒng)902和熱能系統(tǒng)904。
[0094] 太陽(yáng)能系統(tǒng)902和熱能系統(tǒng)904相連通。熱能系統(tǒng)904可以接收來(lái)自任何數(shù)量的太陽(yáng)能系統(tǒng)902的熱能。例如,上百個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)902可以將熱能提供給單個(gè)的熱能系統(tǒng)904或者為數(shù)眾多的熱能系統(tǒng)504,正如下文中將要結(jié)合附圖9B進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明的那樣。
[0095] 在附圖9A所顯示的實(shí)施方案中,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)900包括閉環(huán)回路的循環(huán),盡管人們意識(shí)到開(kāi)環(huán)回路的系統(tǒng)也是可以使用的。太陽(yáng)能系統(tǒng)902和熱能系統(tǒng)904分別與附圖7A中的太陽(yáng)能系統(tǒng)702和熱能系統(tǒng)704類(lèi)似。在太陽(yáng)能系統(tǒng)902中,在太陽(yáng)能系統(tǒng)902和熱能系統(tǒng)904的中間提供了額外的熱交換器910。熱交換器910是用于加熱熱交換器中的流體,例如,氣體,典型的是空氣,這是通過(guò)從太陽(yáng)能系統(tǒng)902中流出并流經(jīng)其中的工作流體來(lái)實(shí)現(xiàn)的。被加熱的熱交換器中的流體進(jìn)入到熱能系統(tǒng)904的熱交換器740中,從而能夠?qū)崮芟到y(tǒng)904進(jìn)行加熱。
[0096] 正如附圖9B所示,太陽(yáng)能熱系統(tǒng)990可以包括為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)902。盡管舉例說(shuō)明的僅僅只是兩個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng),人們將會(huì)理解,實(shí)質(zhì)上可以使用任何數(shù)量的太陽(yáng)能系統(tǒng),典型的是,十個(gè)到數(shù)百個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)。每一個(gè)太陽(yáng)能系統(tǒng)902都能通過(guò)第一主管道992與熱能系統(tǒng)904熱連通,也可以從為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)902中的每一個(gè)中將工作流體轉(zhuǎn)移到熱能系統(tǒng)904中。第二主管道994被用于從熱能系統(tǒng)904中將工作流體轉(zhuǎn)移到為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)902中的每一個(gè)內(nèi)。
[0097] 太陽(yáng)能熱系統(tǒng)900和990中的部件都可以通過(guò)為數(shù)眾多的任何適當(dāng)?shù)膶?dǎo)管連接起來(lái)。
[0098] 值得注意的是,附圖8A和附圖8B中的熱量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)806也可以應(yīng)用到附圖9A和附圖9B中,以用于儲(chǔ)存其中的熱能。
[0099] 附圖1A-9B中的主管道和/或?qū)Ч芸梢孕纬蔀橹辽僭O(shè)計(jì)用于轉(zhuǎn)移工作流體的管線的一部分。這樣的管線通常與熱絕緣體一并形成,從而防止工作流體在沿著主管道和/或?qū)Ч芰鲃?dòng)的過(guò)程中的熱損失。這樣的管線可以是水管套水管的管線,它們可以通過(guò)商業(yè)的途徑從美國(guó)德克薩斯州休斯頓的Suite 327,16360Park Ten Place的ITP InTerPipe公司獲得。
[0100] 值得注意的是,附圖1A-9B中的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)可以包括與附圖1A-9B中的為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)流體連通的為數(shù)眾多的熱能系統(tǒng)。
[0101] 進(jìn)一步值得注意的是,風(fēng)箱和/或泵可以添加到附圖1A-9B中的太陽(yáng)能系統(tǒng)和/或熱能系統(tǒng)中,從而確保工作流體的持續(xù)流動(dòng)。典型的是,其中的工作流體是氣體,例如,空氣,可以使用風(fēng)箱,而且其中的工作流體是液體,例如,水,可以使用泵,從而確保工作流體的持續(xù)流動(dòng)。
[0102] 正如在附圖1B,2B,3B,4B,5B,6B,7B,8B和9B所示,為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)的使用可以提高工作流體從其中流向熱能消耗系統(tǒng)的流動(dòng)速度。
[0103] 因此,用于將所需要的熱能提供給熱能消耗系統(tǒng)的太陽(yáng)能系統(tǒng)可以根據(jù)所需要的熱能來(lái)構(gòu)建為包括一定數(shù)量的太陽(yáng)能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。所以,將熱量提供給熱能消耗系統(tǒng)的太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其要求具有相對(duì)大量的熱能,這樣的系統(tǒng)將會(huì)包括相對(duì)大量的太陽(yáng)能系統(tǒng),而同時(shí),將熱量提供給熱能消耗系統(tǒng)的太陽(yáng)能熱系統(tǒng),其要求具有相對(duì)少量的熱能,這樣的系統(tǒng)將會(huì)包括相對(duì)少量的太陽(yáng)能系統(tǒng)。
[0104] 除此之外,用于將太陽(yáng)能輻射聚集在為數(shù)眾多的太陽(yáng)能系統(tǒng)中的在太陽(yáng)能接收器120上的反射圓盤(pán)124允許選擇相對(duì)所需的太陽(yáng)能系統(tǒng)的數(shù)量,以提供被熱能消耗系統(tǒng)所消耗的熱能。這是由于,用于跟蹤太陽(yáng)和聚焦太陽(yáng)能輻射的相對(duì)較少的部件,例如,主要是反射圓盤(pán)124和太陽(yáng)能接收器,其是用于提高太陽(yáng)能系統(tǒng)的模性的。
[0105] 特別的是,根據(jù)提供給熱能消耗系統(tǒng)的所需要的熱能的數(shù)量而選擇的太陽(yáng)能循環(huán)的數(shù)量能夠根據(jù)太陽(yáng)能熱系統(tǒng)的特殊的位置的地理?xiàng)l件來(lái)構(gòu)建太陽(yáng)能熱系統(tǒng)。舉例來(lái)說(shuō),在從太陽(yáng)發(fā)射出的年直接太陽(yáng)輻射量相對(duì)低的區(qū)域中應(yīng)該采用相對(duì)多的太陽(yáng)能系統(tǒng),與年直接太陽(yáng)輻射量相對(duì)高的區(qū)域相比,以補(bǔ)償相對(duì)低的太陽(yáng)能強(qiáng)度。與之相反,在從太陽(yáng)發(fā)射出的年直接太陽(yáng)輻射量相對(duì)高的區(qū)域中所采用的太陽(yáng)能系統(tǒng)的數(shù)量就會(huì)低于其他的地區(qū)。
[0106] 除此之外,在本領(lǐng)域內(nèi)眾所周知的是,每一個(gè)渦輪機(jī)都被設(shè)計(jì)用于在流入的被加熱的工作流體的預(yù)定的流動(dòng)速度的條件下實(shí)現(xiàn)最大的效率。因此,太陽(yáng)能數(shù)量的選擇能夠根據(jù)適用于附圖5A-6B中的熱能系統(tǒng)中所選定的渦輪機(jī)的所需要的預(yù)定的流動(dòng)速度來(lái)構(gòu)建太陽(yáng)能熱系統(tǒng),從而確保渦輪機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)最大效率。在非限制性的實(shí)施例中,其中采用的2
是單個(gè)的太陽(yáng)能系統(tǒng),附圖5A-6B中的具有發(fā)射圓盤(pán)124的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)在大約480m 的電輸出是大約90-120千瓦。而在采用成百的太陽(yáng)能系統(tǒng)中,附圖5A-6B中的太陽(yáng)能熱系統(tǒng)的電輸出是大約25兆瓦。
[0107] 本領(lǐng)域內(nèi)的任何一名普通技術(shù)人員都能清楚地認(rèn)識(shí)到,本發(fā)明并不限于在本文中的特殊的顯示和描述。本發(fā)明的范圍不僅包括上文中所描述的各種不同的特征的結(jié)合和亞結(jié)合,而且對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在閱讀完本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)之后,各種不同的變化和修改都是可能的,而且它們都不屬于現(xiàn)有技術(shù)。
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