陶瓷微球工質(zhì)塔式布雷頓光熱發(fā)電技術(shù)尋求合作
來源：CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 1評(píng)論 | 11043查看 | 2015-10-11 16:13:00
CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報(bào)道：布雷頓循環(huán)塔式光熱發(fā)電技術(shù)具有效率高、流程短、設(shè)備少、用水少的優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是塔式熱發(fā)電技術(shù)的重要發(fā)展方向。
傳統(tǒng)的塔式布雷頓技術(shù)采用空氣或二氧化碳作為工質(zhì)，為達(dá)到更高的系統(tǒng)效率，需要將空氣在一定壓力下至少加熱到 800℃以上，這對(duì)熱量接收器提出了極高的技術(shù)要求。德國航天局DLR和以色列威茨曼研究院（WIS）針對(duì)此研發(fā)的腔式接收器采用石英玻璃罩，使腔式接收器保持較好的透光率，又能保持罩內(nèi)空氣的壓力。
但這種接收器技術(shù)也面臨一些缺陷，為了保證石英玻璃罩與腔式接收器體在高溫下的可靠密封，需對(duì)密封面進(jìn)行水冷。為了防止石英玻璃在 1000℃以上易發(fā)生的再結(jié)晶而變成不透明的問題，還必須采用高純的石英玻璃。由于耐壓的高純石英玻璃罩的制造技術(shù)要求很高，難于大型化，且制造成本高，限制了接收器的規(guī)模，也就限制了單個(gè)太陽能塔式布雷頓熱發(fā)電裝置的規(guī)模。使用WIS技術(shù)的以色列AORA公司開發(fā)的太陽能塔式布雷頓熱發(fā)電裝置的單機(jī)規(guī)模因此只有100 千瓦。
另外，這種腔式接收器在較長期的運(yùn)轉(zhuǎn)中會(huì)發(fā)生石英玻璃罩損壞或密封破壞的現(xiàn)象；且難以儲(chǔ)熱，要實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定發(fā)電，必須采用與化石能源混合發(fā)電的方案。這都成為塔式布雷頓技術(shù)發(fā)展的瓶頸。
針對(duì)塔式布雷頓技術(shù)的上述瓶頸問題，2012 年底，個(gè)人發(fā)明人劉鴻章提出了采用石油和天然氣開采壓裂技術(shù)使用的陶瓷微球作為儲(chǔ)熱劑和研發(fā)可控制陶瓷微球下落流量和下落速度的特殊結(jié)構(gòu)的塔式太陽能接收器的設(shè)想。
其采用的這種陶瓷微球的化學(xué)組成是以三氧化二鋁和二氧化硅為主并含有多種微量的金屬氧化物。在國內(nèi)的年產(chǎn)量達(dá) 20 萬噸以上，市場價(jià)格每噸在3000~3500元左右。其具有良好的耐高溫性能，熱容量在 1.1-1.2 左右，在1400℃以下不會(huì)發(fā)生粘結(jié)。具有很高的耐壓強(qiáng)度和良好的耐熱震性能，還具有溫度越高熱容量越大的特性。與目前常用的熔鹽相比，陶瓷微球具有儲(chǔ)熱溫度范圍大、熱容量高和價(jià)格便宜的優(yōu)勢，可直接作為儲(chǔ)熱劑使用。如果適當(dāng)改變配方，可將其熱容量提高到 2 以上，可進(jìn)一步提高儲(chǔ)熱能力。
2013 年初，劉鴻章即開始進(jìn)行這種新型接收器的小型冷試實(shí)驗(yàn)，并在當(dāng)年8月末完成。2014初，開始建設(shè)小型熱試裝置，于2015年4月初建成。 2015年6月末開始進(jìn)行熱試，并在 2015 年8月初完成小型熱試。
為進(jìn)行該技術(shù)的進(jìn)一步中試試驗(yàn)，目前，劉鴻章擬依托東高偉業(yè)科貿(mào)有限公司，與國內(nèi)從事太陽能熱發(fā)電技術(shù)開發(fā)、設(shè)備研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的相關(guān)企業(yè)建立合作關(guān)系，共同進(jìn)行中試裝置和兆瓦級(jí)發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)、建設(shè)和試驗(yàn)。
劉鴻章表示，“中試裝置的建設(shè)、試運(yùn)和較長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)是本技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的前期，其目的是通過這個(gè)階段的研發(fā)和試驗(yàn)，為設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)轉(zhuǎn)太陽能布雷頓儲(chǔ)熱發(fā)電裝置提供技術(shù)先進(jìn)性和可靠性的驗(yàn)證，為建設(shè)兆瓦級(jí)太陽能布雷頓儲(chǔ)熱發(fā)電裝置打下堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，同時(shí)為專用設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造積累經(jīng)驗(yàn)。通過中試裝置的較長時(shí)間的運(yùn)行，積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，為操作人員的培訓(xùn)和編寫發(fā)電裝置的操作與維護(hù)手冊(cè)提供必要的數(shù)據(jù)、技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)和方法。”
完成中試后，劉鴻章計(jì)劃進(jìn)行兆瓦級(jí)熱發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)和建設(shè)，從而將該項(xiàng)技術(shù)推向商業(yè)化。
一項(xiàng)創(chuàng)新型的技術(shù)從概念走向商業(yè)化，并不那么容易。對(duì)已近80歲高齡的劉鴻章而言，要將這項(xiàng)技術(shù)成功地推向商業(yè)化，他已經(jīng)竭盡所能、踏踏實(shí)實(shí)地干了自己能干的事，當(dāng)前，這項(xiàng)技術(shù)的下一步開發(fā)需要有一定資金實(shí)力、看好這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展前景的企業(yè)共同參與，合作開發(fā)。欲了解該項(xiàng)技術(shù)的更多細(xì)節(jié)，請(qǐng)下載附件。若有意與劉鴻章探討合作，請(qǐng)先與CSPPLAZA取得聯(lián)系。
附件：一種新型的太陽能布萊頓儲(chǔ)能熱發(fā)電技術(shù)：towercspliuhz.pdf
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zjchuaran
如有興趣可參考專利申請(qǐng) 201310180471.0，題目為“多模式塔式太陽能熱發(fā)電裝置” ，盡管申請(qǐng)文件撰寫的不理想，授權(quán)的幾率不高，但文中所述的塔式接收器是專門為固體顆粒設(shè)計(jì)的，擬采用陶瓷材料制作，針對(duì)布雷頓發(fā)電機(jī)組所選擇的動(dòng)力工質(zhì)擬采用超臨界二氧化碳或燃油燃?xì)饣パa(bǔ)。該專利申請(qǐng)對(duì)你們很有參考價(jià)值。
2015-10-12 10:15:21
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