陶瓷微球工質塔式布雷頓光熱發電技術尋求合作
來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 1評論 | 8261查看 | 2015-10-11 16:13:00
CSPPLAZA光熱發電網報道：布雷頓循環塔式光熱發電技術具有效率高、流程短、設備少、用水少的優點，被認為是塔式熱發電技術的重要發展方向。
傳統的塔式布雷頓技術采用空氣或二氧化碳作為工質，為達到更高的系統效率，需要將空氣在一定壓力下至少加熱到 800℃以上，這對熱量接收器提出了極高的技術要求。德國航天局DLR和以色列威茨曼研究院（WIS）針對此研發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，又能保持罩內空氣的壓力。
但這種接收器技術也面臨一些缺陷，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，需對密封面進行水冷。為了防止石英玻璃在 1000℃以上易發生的再結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要求很高，難于大型化，且制造成本高，限制了接收器的規模，也就限制了單個太陽能塔式布雷頓熱發電裝置的規模。使用WIS技術的以色列AORA公司開發的太陽能塔式布雷頓熱發電裝置的單機規模因此只有100 千瓦。
另外，這種腔式接收器在較長期的運轉中會發生石英玻璃罩損壞或密封破壞的現象；且難以儲熱，要實現長期穩定發電，必須采用與化石能源混合發電的方案。這都成為塔式布雷頓技術發展的瓶頸。
針對塔式布雷頓技術的上述瓶頸問題，2012 年底，個人發明人劉鴻章提出了采用石油和天然氣開采壓裂技術使用的陶瓷微球作為儲熱劑和研發可控制陶瓷微球下落流量和下落速度的特殊結構的塔式太陽能接收器的設想。
其采用的這種陶瓷微球的化學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。在國內的年產量達 20 萬噸以上，市場價格每噸在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℃以下不會發生粘結。具有很高的耐壓強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，陶瓷微球具有儲熱溫度范圍大、熱容量高和價格便宜的優勢，可直接作為儲熱劑使用。如果適當改變配方，可將其熱容量提高到 2 以上，可進一步提高儲熱能力。
2013 年初，劉鴻章即開始進行這種新型接收器的小型冷試實驗，并在當年8月末完成。2014初，開始建設小型熱試裝置，于2015年4月初建成。 2015年6月末開始進行熱試，并在 2015 年8月初完成小型熱試。
為進行該技術的進一步中試試驗，目前，劉鴻章擬依托東高偉業科貿有限公司，與國內從事太陽能熱發電技術開發、設備研發和產業化的相關企業建立合作關系，共同進行中試裝置和兆瓦級發電裝置的設計、建設和試驗。
劉鴻章表示，“中試裝置的建設、試運和較長時間的運轉是本技術產業化的前期，其目的是通過這個階段的研發和試驗，為設計、建設和運轉太陽能布雷頓儲熱發電裝置提供技術先進性和可靠性的驗證，為建設兆瓦級太陽能布雷頓儲熱發電裝置打下堅實的技術基礎，同時為專用設備的設計和制造積累經驗。通過中試裝置的較長時間的運行，積累運行經驗，為操作人員的培訓和編寫發電裝置的操作與維護手冊提供必要的數據、技術、經驗和方法。”
完成中試后，劉鴻章計劃進行兆瓦級熱發電裝置的設計和建設，從而將該項技術推向商業化。
一項創新型的技術從概念走向商業化，并不那么容易。對已近80歲高齡的劉鴻章而言，要將這項技術成功地推向商業化，他已經竭盡所能、踏踏實實地干了自己能干的事，當前，這項技術的下一步開發需要有一定資金實力、看好這項技術發展前景的企業共同參與，合作開發。欲了解該項技術的更多細節，請下載附件。若有意與劉鴻章探討合作，請先與CSPPLAZA取得聯系。
附件：一種新型的太陽能布萊頓儲能熱發電技術：towercspliuhz.pdf
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如有興趣可參考專利申請 201310180471.0，題目為“多模式塔式太陽能熱發電裝置” ，盡管申請文件撰寫的不理想，授權的幾率不高，但文中所述的塔式接收器是專門為固體顆粒設計的，擬采用陶瓷材料制作，針對布雷頓發電機組所選擇的動力工質擬采用超臨界二氧化碳或燃油燃氣互補。該專利申請對你們很有參考價值。
2015-10-12 10:15:21
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