陶瓷微球工质塔式布雷顿光热发电技术寻求合作
来源:CSPPLAZA光热发电网 | 1评论 | 7529查看 | 2015-10-11 16:13:00    
  CSPPLAZA光热发电网报道:布雷顿循环塔式光热发电技术具有效率高、流程短、设备少、用水少的优点,被认为是塔式热发电技术的重要发展方向。

  传统的塔式布雷顿技术采用空气或二氧化碳作为工质,为达到更高的系统效率,需要将空气在一定压力下至少加热到 800℃以上,这对热量接收器提出了极高的技术要求。德国航天局DLR和以色列威茨曼研究院(WIS)针对此研发的腔式接收器采用石英玻璃罩,使腔式接收器保持较好的透光率,又能保持罩内空气的压力。

  但这种接收器技术也面临一些缺陷,为了保证石英玻璃罩与腔式接收器体在高温下的可靠密封,需对密封面进行水冷。为了防止石英玻璃在 1000℃以上易发生的再结晶而变成不透明的问题,还必须采用高纯的石英玻璃。由于耐压的高纯石英玻璃罩的制造技术要求很高,难于大型化,且制造成本高,限制了接收器的规模,也就限制了单个太阳能塔式布雷顿热发电装置的规模。使用WIS技术的以色列AORA公司开发的太阳能塔式布雷顿热发电装置的单机规模因此只有100 千瓦。

  另外,这种腔式接收器在较长期的运转中会发生石英玻璃罩损坏或密封破坏的现象;且难以储热,要实现长期稳定发电,必须采用与化石能源混合发电的方案。这都成为塔式布雷顿技术发展的瓶颈。

  针对塔式布雷顿技术的上述瓶颈问题,2012 年底,个人发明人刘鸿章提出了采用石油和天然气开采压裂技术使用的陶瓷微球作为储热剂和研发可控制陶瓷微球下落流量和下落速度的特殊结构的塔式太阳能接收器的设想。

  其采用的这种陶瓷微球的化学组成是以三氧化二铝和二氧化硅为主并含有多种微量的金属氧化物。在国内的年产量达 20 万吨以上,市场价格每吨在3000~3500元左右。其具有良好的耐高温性能,热容量在 1.1-1.2 左右,在1400℃以下不会发生粘结。具有很高的耐压强度和良好的耐热震性能,还具有温度越高热容量越大的特性。与目前常用的熔盐相比,陶瓷微球具有储热温度范围大、热容量高和价格便宜的优势,可直接作为储热剂使用。如果适当改变配方,可将其热容量提高到 2 以上,可进一步提高储热能力。


  2013 年初,刘鸿章即开始进行这种新型接收器的小型冷试实验,并在当年8月末完成。2014初,开始建设小型热试装置,于2015年4月初建成。 2015年6月末开始进行热试,并在 2015 年8月初完成小型热试。

  为进行该技术的进一步中试试验,目前,刘鸿章拟依托东高伟业科贸有限公司,与国内从事太阳能热发电技术开发、设备研发和产业化的相关企业建立合作关系,共同进行中试装置和兆瓦级发电装置的设计、建设和试验。

  刘鸿章表示,“中试装置的建设、试运和较长时间的运转是本技术产业化的前期,其目的是通过这个阶段的研发和试验,为设计、建设和运转太阳能布雷顿储热发电装置提供技术先进性和可靠性的验证,为建设兆瓦级太阳能布雷顿储热发电装置打下坚实的技术基础,同时为专用设备的设计和制造积累经验。通过中试装置的较长时间的运行,积累运行经验,为操作人员的培训和编写发电装置的操作与维护手册提供必要的数据、技术、经验和方法。”

  完成中试后,刘鸿章计划进行兆瓦级热发电装置的设计和建设,从而将该项技术推向商业化。

  一项创新型的技术从概念走向商业化,并不那么容易。对已近80岁高龄的刘鸿章而言,要将这项技术成功地推向商业化,他已经竭尽所能、踏踏实实地干了自己能干的事,当前,这项技术的下一步开发需要有一定资金实力、看好这项技术发展前景的企业共同参与,合作开发。欲了解该项技术的更多细节,请下载附件。若有意与刘鸿章探讨合作,请先与CSPPLAZA取得联系。

附件:一种新型的太阳能布莱顿储能热发电技术:towercspliuhz.pdf
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zjchuaran
如有兴趣可参考专利申请 201310180471.0,题目为“多模式塔式太阳能热发电装置” ,尽管申请文件撰写的不理想,授权的几率不高,但文中所述的塔式接收器是专门为固体颗粒设计的,拟采用陶瓷材料制作,针对布雷顿发电机组所选择的动力工质拟采用超临界二氧化碳或燃油燃气互补。该专利申请对你们很有参考价值。
2015-10-12 10:15:21
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