JP6036541B2 - Heat collecting receiver for solar power generation and repair method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、太陽熱発電用の集熱レシーバーと、その補修方法に関するものである。 The present invention relates to a heat collecting receiver for solar thermal power generation and a repair method thereof.
従来、図9に示されるような太陽熱発電システムが知られている。この太陽熱発電システムでは、太陽光を数千台〜数万台のヘリオスタット100で反射させ、その反射光を、高さ100m〜150m程度の集光タワー101の最上部に設置した集熱レシーバー102に集め、太陽光の持つエネルギーで集熱レシーバー102を加熱する。加熱された集熱レシーバー102に、熱媒体循環ポンプ103を用いて空気等の熱媒体を循環させて熱回収し、回収した高温の熱媒体を蒸気発生器104に送り込んで、水を蒸発させ、蒸気でタービン発電機105を駆動して発電を行う。タービン発電機105を通過した蒸気はコンデンサー106で水に戻し、水循環ポンプ107で循環使用する。なお、集光タワー101の上部には、集熱レシーバー補修用クレーン108が設置されていることが多い。
発電容量が20MW程度の太陽熱発電設備においては、集熱レシーバーの受光面の面積は200〜400m2程度である。
Conventionally, a solar thermal power generation system as shown in FIG. 9 is known. In this solar thermal power generation system, sunlight is reflected by thousands to tens of thousands of
In a solar thermal power generation facility with a power generation capacity of about 20 MW, the area of the light receiving surface of the heat collecting receiver is about 200 to 400 m 2 .
太陽熱発電システムに使用される集熱レシーバーとしては、例えば、特許文献1や特許文献2に示されるようなものが知られている。
特許文献1(特許文献1のFig.2)に示される集熱レシーバーは、多孔質熱吸収体(セラミックハニカム)を多数並べて受光面を形成したものであり、太陽光の照射を受けて多孔質熱吸収体が加熱され、大気が多孔質熱吸収体を通過する間に加熱されて高温の空気となり、太陽熱が回収される。多孔質熱吸収体は個別にサポートに支持され、このサポートは集熱レシーバーの基礎に固定されている。多孔質熱吸収体は6角形をしており、個別にサポートに支持されて、密に配置されている。なお、特許文献1には具体的に記載されていないが、多孔質熱吸収体を交換する際には、地上から高さ100m以上の集光タワー最上部からクレーンを吊り下げ、集熱レシーバーの外側(受光面側)から当該多孔質熱吸収体をサポートごと取り外して交換するものと推定される。極めて高い場所での作業であるので、危険を伴い、交換コストも高い。
As a heat collection receiver used for a solar thermal power generation system, for example, those shown in Patent Document 1 and
The heat collecting receiver shown in Patent Document 1 (Fig. 2 of Patent Document 1) is a porous light-absorbing body (ceramic honeycomb) lined up to form a light-receiving surface. The heat absorber is heated and heated while the atmosphere passes through the porous heat absorber to become high-temperature air, and solar heat is recovered. The porous heat absorber is individually supported by a support, and this support is fixed to the base of the heat collecting receiver. The porous heat absorber has a hexagonal shape, is individually supported by the support, and is densely arranged. Although not specifically described in Patent Document 1, when exchanging the porous heat absorber, a crane is suspended from the top of the light collecting tower having a height of 100 m or more from the ground, and the heat collecting receiver It is presumed that the porous heat absorber is removed from the outer side (light receiving surface side) and replaced together with the support. Since the work is performed in an extremely high place, it is dangerous and the replacement cost is high.
また、特許文献2(特許文献2の図1)に示される集熱レシーバーは、熱吸収体であるセラミックハニカムを複数組み合わせて受光面を形成し、複数のセラミックハニカムは1つの支持体で支持されている。この集熱レシーバーでは、太陽光の照射を受けてセラミックハニカムが加熱され、熱媒体がセラミックハニカムを通過する間に加熱されて高温の熱媒体となり、太陽熱が回収される。 Further, the heat collecting receiver shown in Patent Document 2 (FIG. 1 of Patent Document 2) forms a light receiving surface by combining a plurality of ceramic honeycombs which are heat absorbers, and the plurality of ceramic honeycombs are supported by one support. ing. In this heat collecting receiver, the ceramic honeycomb is heated by receiving sunlight, and the heat medium is heated while passing through the ceramic honeycomb to become a high-temperature heat medium, and the solar heat is recovered.
さきに述べたように、太陽熱発電では、太陽光を多数のヘリオスタットで反射させて集熱レシーバーに集光して熱回収し、回収した熱で水を蒸発させ、その蒸気でタービン発電機を駆動して電力を得るものである。蒸気タービンを駆動できるような高温・高圧の蒸気を得るために、集熱レシーバーには、数千台〜数万台のヘリオスタットを使って太陽光の400倍〜800倍程度に集光した太陽光が照射される。このとき、集熱レシーバーの受光面には、400〜800kW/m2の太陽エネルギーが流入する。 As mentioned earlier, in solar thermal power generation, sunlight is reflected by a large number of heliostats, collected on a heat collection receiver and recovered, and water is evaporated with the recovered heat. Drive to get power. In order to obtain high-temperature and high-pressure steam that can drive the steam turbine, the heat collecting receiver uses several thousand to tens of thousands of heliostats to collect the sun about 400 to 800 times the sunlight. Light is irradiated. At this time, 400 to 800 kW / m 2 of solar energy flows into the light receiving surface of the heat collecting receiver.
本発明者らの実験によれば、集熱レシーバー受光面に400kW/m2程度の太陽エネルギーを集光した場合、冷却をしない集熱レシーバー受光面の温度は1300℃以上に上昇した。このため、集熱レシーバーの受光面については、高い耐熱性を有する材料を使用するか、或いは常に冷却できる機能を付与する必要がある。このため特許文献1、2の集熱レシーバーの受光面も、セラミックハニカムで構成されている。
According to the experiments by the present inventors, when solar energy of about 400 kW / m 2 was collected on the heat collecting receiver light receiving surface, the temperature of the heat collecting light receiving surface that was not cooled rose to 1300 ° C. or higher. For this reason, about the light-receiving surface of a heat collecting receiver, it is necessary to use the material which has high heat resistance, or to provide the function which can always be cooled. For this reason, the light receiving surfaces of the heat collecting receivers of
集熱レシーバーの受光面を構成する部材は、400〜800kW/m2の非常に大きなエネルギー密度の太陽光を受けるため、当該構成部材の表面(受光面)から深さ方向に大きな温度分布(温度偏差)が生じる。
また、集熱レシーバーの受光面には、太陽が出ている日中のみ太陽光が集光されて高温になり、夜間は大気に晒されて大気温度まで冷却されるという、加熱・冷却が毎日繰り返される。したがって、上記のような受光面の構成部材の温度分布(温度偏差)の発生も毎日繰り返されることになる。
Since the member constituting the light receiving surface of the heat collecting receiver receives sunlight with a very large energy density of 400 to 800 kW / m 2 , a large temperature distribution (temperature) from the surface (light receiving surface) of the component member in the depth direction. Deviation).
Also, on the light receiving surface of the heat collection receiver, sunlight is condensed only during the daytime when the sun is coming out and becomes hot, and at night, it is exposed to the atmosphere and cooled to the atmospheric temperature, so that heating and cooling are performed every day. Repeated. Therefore, generation of the temperature distribution (temperature deviation) of the constituent members of the light receiving surface as described above is repeated every day.
また、日中であっても、雲の通過などにより、一時的に太陽の日射がさえぎられると、集熱レシーバーの受光面への入熱量が変化して、受光面の構成部材の温度が数百℃の範囲で急激に変動することもある。
また、多くのヘリオスタットからの太陽光が受光面に集まるため、受光面内で集光エネルギー密度に大きなばらつきが発生する。
Even during the day, if the solar radiation is temporarily interrupted due to the passage of clouds, etc., the amount of heat input to the light receiving surface of the heat collecting receiver will change, and the temperature of the components on the light receiving surface will be several It may fluctuate rapidly in the range of one hundred degrees Celsius.
In addition, since sunlight from many heliostats gathers on the light receiving surface, a large variation occurs in the light collection energy density within the light receiving surface.
受光面の構成部材に上記のような温度偏差や温度変動が繰り返し生じると、次のような問題がある。
受光面温度が最高1200℃を超えるような集熱レシーバーでは、受光面に、繰り返し応力に対する強度が大きい炭化珪素を主成分とするセラミックハニカムが用いられている。炭化珪素を主成分とするセラミックスは、線膨張係数が概ね3〜4×10−61/℃程度であり、例えば20℃から1200℃まで温度が上がると、長さ1mのセラミックスが3.5〜4.7mm程度伸びる。セラミックハニカムは受光面のみが温度上昇して伸びるが、光が当たらない部分は温度が大きく上昇せず、セラミックス内部に伸び量の分布を生じ、その結果、応力を生じる。この応力がセラミックスの圧縮強度や引張強度を超えるとセラミックスが破壊される。
When the above temperature deviation and temperature fluctuation are repeatedly generated in the constituent members of the light receiving surface, there are the following problems.
In a heat collecting receiver whose light receiving surface temperature exceeds 1200 ° C. at maximum, a ceramic honeycomb mainly composed of silicon carbide having a high strength against repeated stress is used on the light receiving surface. Ceramics mainly composed of silicon carbide have a linear expansion coefficient of about 3 to 4 × 10 −6 1 / ° C. For example, when the temperature rises from 20 ° C. to 1200 ° C., a ceramic having a length of 1 m is 3.5. Extends by about 4.7 mm. In the ceramic honeycomb, only the light receiving surface rises due to the temperature rise, but the temperature does not rise greatly in the portion not exposed to light, and the distribution of the amount of elongation occurs inside the ceramic, resulting in stress. When this stress exceeds the compressive strength or tensile strength of the ceramic, the ceramic is destroyed.
セラミックハニカムは、上記のような熱応力の発生が毎日繰り返される結果、割れが生じたり、高温側の一部が割れて脱落するなどの問題を生じる。
セラミックハニカムの脱落などが生じると、設備を停止して補修する必要があるが、集熱レシーバーは、高さが100m〜150m程度の集光タワー上部に設置されるため、その補修には多大な費用がかかるばかりでなく、夜間に補修が完了しないと、昼間の発電ができなくなるという機会損失が発生する問題もある。
As a result of the occurrence of thermal stress as described above being repeated every day, the ceramic honeycomb causes problems such as cracking and cracking of a part on the high temperature side.
When the ceramic honeycomb falls off, it is necessary to stop and repair the equipment. However, the heat collection receiver is installed on the upper part of the light collecting tower with a height of about 100 m to 150 m. Not only is the cost high, but there is also a problem of opportunity loss that power generation in the daytime becomes impossible unless repairs are completed at night.
また、特許文献1の集熱レシーバーは、各セラミックハニカム毎にサポートを配置して受光面を構成するものであるため、構造が複雑であり、セラミックハニカムの交換もしにくい難点がある。また、ハニカムサポート構造が複雑であるため、製造コストも高くなる。また、特許文献2の集熱レシーバーも、構造が複雑であり、セラミックハニカムの交換もしにくい難点がある。また、集熱レシーバーの外形が複雑であるため、製造コストも高くなる。
Moreover, since the heat collecting receiver of patent document 1 arrange | positions a support for every ceramic honeycomb and comprises a light-receiving surface, there exists a difficulty that a structure is complicated and it is difficult to replace | exchange ceramic honeycombs. Further, since the honeycomb support structure is complicated, the manufacturing cost is also increased. Also, the heat collecting receiver of
したがって本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決し、繰り返し作用する熱応力によるセラミックハニカムの割れや脱落が生じにくい集熱レシーバーを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、セラミックハニカムの割れや脱落が生じにくいことに加え、セラミックハニカムを容易且つ安価に組み立てることができ、しかもセラミックハニカムの交換も容易な集熱レシーバーを提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、そのような集熱レシーバーにおいてセラミックハニカムの交換を容易に行うことができる補修方法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and to provide a heat collecting receiver in which cracking and dropping off of the ceramic honeycomb due to repeated thermal stress is unlikely to occur.
Another object of the present invention is to provide a heat collecting receiver that can easily and inexpensively assemble a ceramic honeycomb and that can be easily replaced in addition to the ceramic honeycomb not easily cracking or falling off. It is in.
Furthermore, another object of the present invention is to provide a repair method capable of easily exchanging the ceramic honeycomb in such a heat collecting receiver.
本発明者らは、上記課題を解決すべく、集熱レシーバーのセラミックハニカムの構造について検討した結果、セラミックハニカムの形状・寸法を最適化することにより、セラミックハニカムの割れや脱落が効果的に抑えられることを見出した。
また、セラミックハニカムの保持構造について検討した結果、特定のハニカム保持体にセラミックハニカムを保持させることにより、セラミックハニカムを容易且つ安価に組み立てることができ、しかもセラミックハニカムの交換(補修)を容易に行うことができことが判った。
In order to solve the above problems, the present inventors have studied the structure of the ceramic honeycomb of the heat collecting receiver, and as a result, by optimizing the shape and dimensions of the ceramic honeycomb, cracking and dropping off of the ceramic honeycomb are effectively suppressed. I found out that
Further, as a result of examining the holding structure of the ceramic honeycomb, the ceramic honeycomb can be easily and inexpensively assembled by holding the ceramic honeycomb on a specific honeycomb holding body, and the ceramic honeycomb can be easily replaced (repaired). I found that I could do it.
本発明は、以上のような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
[1]複数のセラミックハニカム(2)が、熱媒ガス通路であるセル(20)が並列するように並べられ、各セラミックハニカム(2)の端面が受光面(a)を構成する受光集熱体(1)を備え、
熱媒ガスが、受光面(a)側から各セラミックハニカム(2)のセル(20)を通過して反受光面(b)側に流れる過程で、各セラミックハニカム(2)に集熱された太陽熱で加熱されるようにした集熱レシーバーにおいて、
下記(1)式で規定される各セラミックハニカム(2)の相当直径Dが100mm以上150mm以下であり、下記(2)式で規定される各セラミックハニカム(2)の形状比率Rが1.0以上1.5以下であることを特徴とする太陽熱発電用の集熱レシーバー。
D=4M/P …(1)
R=D/Z …(2)
但し D:相当直径(mm)
M:セラミックハニカム(2)の受光面(a)の面積[mm2]
P:セラミックハニカム(2)の受光面(a)の周長[mm]
R:形状比率[−]
Z:セラミックハニカム(2)の受光面(a)と反受光面(b)間の距離[mm]
The present invention has been made on the basis of the above-described findings and has the following gist.
[1] A plurality of ceramic honeycombs (2) are arranged so that the cells (20) that are heat medium gas passages are arranged in parallel, and the end face of each ceramic honeycomb (2) constitutes the light receiving surface (a). With body (1),
The heat transfer gas was collected on each ceramic honeycomb (2) in the process of flowing from the light receiving surface (a) side to the anti-light receiving surface (b) side through the cells (20) of each ceramic honeycomb (2). In a heat collection receiver that is heated by solar heat,
The equivalent diameter D of each ceramic honeycomb (2) defined by the following formula (1) is 100 mm or more and 150 mm or less, and the shape ratio R of each ceramic honeycomb (2) defined by the following formula (2) is 1.0. The heat collection receiver for solar power generation characterized by being 1.5 or more.
D = 4M / P (1)
R = D / Z (2)
D: Equivalent diameter (mm)
M: Area [mm 2 ] of the light receiving surface (a) of the ceramic honeycomb (2)
P: Perimeter of the light receiving surface (a) of the ceramic honeycomb (2) [mm]
R: Shape ratio [-]
Z: distance [mm] between the light receiving surface (a) and the anti-light receiving surface (b) of the ceramic honeycomb (2)
[2]上記[1]の集熱レシーバーにおいて、各セラミックハニカム(2)は、形状が直方体又は角柱状であり、炭化珪素系セラミックスで構成されることを特徴とする太陽熱発電用の集熱レシーバー。
[3]上記[1]又は[2]の集熱レシーバーにおいて、受光集熱体(1)は、レシーバー下部に支持されるハニカム保持体(3)を備え、
該ハニカム保持体(3)は、横方向のハニカムサポート(4)と縦方向の支柱(5)を格子状に組み立てることで構成され、
ハニカム保持体(3)の格子のマス目に相当する各空間(s)内に、左右2つ・上下2段からなる4つのセラミックハニカム(2)が収納されるとともに、上下及び左右で隣接するセラミックハニカム(2)間にはスペーサ(6)が介装され、
ハニカムサポート(4)が、連結部材(7)を介して、レシーバーが備える支持部材(8)に連結されることを特徴とする太陽熱発電用の集熱レシーバー。
[2] The heat collecting receiver for solar power generation according to [1], wherein each ceramic honeycomb (2) has a rectangular parallelepiped shape or a prismatic shape, and is composed of silicon carbide ceramics. .
[3] In the heat collecting receiver of [1] or [2], the light receiving heat collecting body (1) includes a honeycomb holding body (3) supported at a lower part of the receiver,
The honeycomb holding body (3) is configured by assembling a lateral honeycomb support (4) and longitudinal struts (5) in a lattice pattern,
In each space (s) corresponding to the grids of the lattice of the honeycomb holder (3), four ceramic honeycombs (2) having two left and right and two upper and lower stages are housed, and adjacent to each other vertically and horizontally. Spacers (6) are interposed between the ceramic honeycombs (2),
A heat collecting receiver for solar power generation, wherein the honeycomb support (4) is connected to a support member (8) provided in the receiver via a connecting member (7).
[4]上記[3]の集熱レシーバーにおいて、ハニカムサポート(4)の受光面(a)側の端部と反受光面(b)側の端部には、セラミックハニカム(2)の受光面(a)側の端部と反受光面(b)側の端部が各々係合可能なストッパー部(40)が突設され、
各空間(s)を形成する上下のハニカムサポート(4)のストッパー部(40)間の垂直方向距離Lと、各空間(s)に収納されて上下で隣接する2つのセラミックハニカム(2)の合計高さhと、これら2つのセラミックハニカム(2)間に介装されるスペーサ(6)の厚さtが、L>h、L<h+tの関係を満足することを特徴とする太陽熱発電用の集熱レシーバー。
[4] In the heat collecting receiver of [3] above, the light receiving surface of the ceramic honeycomb (2) is provided at the light receiving surface (a) side end and the anti-light receiving surface (b) side end of the honeycomb support (4). A stopper portion (40) that can be engaged with the end on the (a) side and the end on the anti-light-receiving surface (b) side is provided,
The vertical distance L between the stopper portions (40) of the upper and lower honeycomb supports (4) forming each space (s) and the two ceramic honeycombs (2) adjacent to each other in the upper and lower sides stored in each space (s). The total height h and the thickness t of the spacer (6) interposed between these two ceramic honeycombs (2) satisfy the relationship of L> h and L <h + t, for solar power generation Heat collecting receiver.
[5]上記[4]の集熱レシーバーについて、セラミックハニカム(2)を交換する補修を行うに際し、
ハニカムサポート(4)及び支柱(5)を取り外すことなく、隣接するセラミックハニカム(2)間に介装されたスペーサ(6)を取り外した後、セラミックハニカム(2)の取り出しと新たなセラミックハニカム(2)の取り付けを行い、その後、隣接するセラミックハニカム(2)間へのスペーサ(6)の取り付けを行い、セラミックハニカム(2)の交換を完了することを特徴とする集熱レシーバーの補修方法。
[5] When repairing the ceramic honeycomb (2) for the heat collecting receiver of [4] above,
After removing the spacer (6) interposed between the adjacent ceramic honeycombs (2) without removing the honeycomb support (4) and the support (5), the ceramic honeycomb (2) is taken out and a new ceramic honeycomb ( A method of repairing a heat collecting receiver, comprising mounting 2), and then mounting a spacer (6) between adjacent ceramic honeycombs (2) to complete the replacement of the ceramic honeycomb (2).
本発明の集熱レシーバーは、繰り返し作用する熱応力によるセラミックハニカムの割れや脱落が生じにくい。このため、補修費用を削減できるとともに、補修に時間がかかり昼間の発電ができなくなるという機会損失を回避することができ、太陽熱発電の経済性を高めることができる。
また、本発明の集熱レシーバーにおいて、特定の構造のハニカム保持体にセラミックハニカムを保持させることにより、セラミックハニカムを容易且つ安価に組み立てることができ、しかもセラミックハニカムの交換も容易に行うことができ、太陽熱発電の経済性をより高めることができる。
In the heat collecting receiver of the present invention, the ceramic honeycomb is not easily cracked or dropped off due to repeated thermal stress. For this reason, while being able to reduce repair costs, it is possible to avoid the opportunity loss that it takes time for repairs and power generation during the daytime becomes impossible, and the economic efficiency of solar thermal power generation can be improved.
Moreover, in the heat collecting receiver of the present invention, the ceramic honeycomb can be easily and inexpensively assembled by holding the ceramic honeycomb in the honeycomb holding body having a specific structure, and the ceramic honeycomb can be easily replaced. The economic efficiency of solar thermal power generation can be further increased.
また、本発明の補修方法によれば、仮に集熱レシーバー受光面を構成するセラミックハニカムに割れや脱落が生じた場合でも、大掛かりなクレーンを使用することなく、その交換を容易に行うことができる。このため、補修費用を削減できるとともに、補修に時間がかかり昼間の発電ができなくなるという機会損失を回避することができ、太陽熱発電の経済性を高めることができる。 Further, according to the repair method of the present invention, even if a ceramic honeycomb constituting the heat collecting receiver light-receiving surface is cracked or dropped, it can be easily replaced without using a large crane. . For this reason, while being able to reduce repair costs, it is possible to avoid the opportunity loss that it takes time for repairs and power generation during the daytime becomes impossible, and the economic efficiency of solar thermal power generation can be improved.
図1は、本発明の集熱レシーバーの受光集熱体が備えるセラミックハニカムの形状、寸法を示すもので、図1(a)はセラミックハニカムの正面図、図1(b)は図1(a)中のI−I線に沿う断面図である。また、図2〜図4は、本発明の集熱レシーバーの一実施形態における受光集熱体の一部を示すもので、図2は正面図、図3は図2のIII−III線に沿う断面図、図4は図3のIV−IV線に沿う断面図である。なお、図3及び図4では、セラミックハニカム2の断面ハッチングは省略してある。
FIG. 1 shows the shape and dimensions of a ceramic honeycomb provided in a light receiving heat collecting body of a heat collecting receiver of the present invention. FIG. 1 (a) is a front view of the ceramic honeycomb, and FIG. 1 (b) is FIG. It is sectional drawing which follows the II line | wire in the inside. 2 to 4 show a part of a light receiving heat collecting body in an embodiment of the heat collecting receiver of the present invention, FIG. 2 is a front view, and FIG. 3 is taken along the line III-III in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3 and 4, the cross-sectional hatching of the
図2〜図4の実施形態において、1は集熱レシーバーの受光面を構成する受光集熱体であり、この受光集熱体1は、複数のセラミックハニカム2が、熱媒ガス通路であるセル20が並列するように並べられ、各セラミックハニカム2の端面が受光面aを構成している。そして、これら受光面aの集合により受光集熱体1の受光面Aが形成される。この集熱レシーバー1は、熱媒ガス(通常、空気)が、受光面a側から各セラミックハニカム2のセル20を通過して反受光面b側に流れる過程で、各セラミックハニカム2に集熱された太陽熱で加熱されるようにしてある。
2 to 4, reference numeral 1 denotes a light receiving heat collector constituting a light receiving surface of a heat collecting receiver, and the light receiving heat collector 1 is a cell in which a plurality of
各セラミックハニカム2の形状や材質は任意であるが、通常は、形状が直方体又は角柱状であり、繰り返し応力に対する強度が大きい炭化珪素(SiC)系セラミックス(炭化珪素を主成分とするセラミックス)で構成される。
以上のような集熱レシーバーの基本構造や機能は、従来の集熱レシーバーと同様である。
なお、セラミックハニカムとは、蜂の巣のような細い筒状の穴が多数並列的に形成されたセラミックス材料であり、筒状の穴がセルと呼ばれる。ただし、穴の断面形状は六角形に限らず、四角形など任意である。
The shape and material of each
The basic structure and functions of the heat collection receiver as described above are the same as those of the conventional heat collection receiver.
The ceramic honeycomb is a ceramic material in which a large number of thin cylindrical holes such as honeycombs are formed in parallel, and the cylindrical holes are called cells. However, the cross-sectional shape of the hole is not limited to a hexagon, but may be an arbitrary shape such as a square.
さきに述べたように、集熱レシーバーの受光面には太陽光の400〜800倍程度に集光した太陽光が照射され、集熱レシーバーの受光面を構成する部材は、400〜800kW/m2程度の非常に大きなエネルギー密度の太陽光を受けるため、当該構成部材の表面(受光面)から深さ方向に大きな温度分布(温度偏差)が生じる。また、太陽光は日中のみ集光されるため、そのような温度分布の発生が毎日繰り返される。本発明者らは、実際に太陽熱発電試験設備を建設し、集熱レシーバーにどのような熱負荷が発生するか実験的に調査した。以下に、その実験の内容を説明する。 As described above, the light receiving surface of the heat collecting receiver is irradiated with sunlight condensed about 400 to 800 times the sunlight, and the members constituting the light receiving surface of the heat collecting receiver are 400 to 800 kW / m. Since sunlight having a very large energy density of about 2 is received, a large temperature distribution (temperature deviation) is generated in the depth direction from the surface (light receiving surface) of the constituent member. Moreover, since sunlight is condensed only during the daytime, such a temperature distribution is repeated every day. The inventors of the present invention actually constructed a solar thermal power generation test facility and experimentally investigated what kind of heat load is generated in the heat collecting receiver. The contents of the experiment will be described below.
実験設備設置場所は、神奈川県横浜市内である。実験設備は、高さ22mの集光タワー上部に、図7に示すように炭化珪素系のセラミックハニカムを並べて受光面とした受光集熱体を備えた集熱レシーバーを設置したものである。受光集熱体の反受光面側には吸気ダクトを連結し、排気ファンにより反受光面側からセラミックハニカムを通じて空気(大気)を吸引し、セラミックハニカムを冷却しながら、空気を加熱してその温度を測定し、熱回収率を計算して求めた。
集光方法としては、集光タワーの北側に直径50cmの鏡を備えたヘリオスタットを多数配置し、鏡の角度を調節して反射光が前記受光集熱体の受光面に集光するようにした。鏡の総数は700枚である。実験を行うにあたっては、太陽光の直達日射量を測定して受光面への入熱エネルギー(入射光強度)を計算した。また、セラミックハニカム内部や、セラミックハニカムの反受光面側に温度計を設置して各部分の温度変化を測定した。
The experimental facility is located in Yokohama City, Kanagawa Prefecture. In the experimental facility, a heat collecting receiver provided with a light receiving heat collecting body having a light receiving surface in which silicon carbide ceramic honeycombs are arranged as shown in FIG. An air intake duct is connected to the light receiving surface of the light receiving heat collecting body, air (atmosphere) is sucked from the light receiving surface through the ceramic honeycomb by an exhaust fan, and the air is heated while cooling the ceramic honeycomb. Was obtained by calculating the heat recovery rate.
As a condensing method, a large number of heliostats having a 50 cm diameter mirror are arranged on the north side of the condensing tower, and the angle of the mirror is adjusted so that the reflected light is condensed on the light receiving surface of the light receiving collector. did. The total number of mirrors is 700. In conducting the experiment, the amount of direct solar radiation was measured and the heat input energy (incident light intensity) on the light receiving surface was calculated. In addition, a thermometer was installed in the ceramic honeycomb or on the side opposite to the light receiving surface of the ceramic honeycomb, and the temperature change of each part was measured.
図8に、設置した受光集熱体の構成例及び温度測定位置を示す。図8(a)は、受光集熱体正面でのセラミックハニカムのレイアウトを示す図面、図8(b)は、図8(a)のVIII−VIII線に沿う断面における温度測定位置を示す図面である。この例では受光集熱体は、受光面寸法が縦横150mmの正方形で、厚さ(受光面と反受光面間の距離)が100mmのセラミックハニカムを9個(セラミックハニカムH1〜H9)ならべて構成し、その前面を受光面とした。
セラミックハニカムH1〜H9の全てについて、受光面−10mm位置(P1)、厚さ方向中心位置(P2)、反受光面−10mm位置(P3)、反受光面+10mm位置(P4)の各4点、合計36点に温度センサーを設置して、各点での温度を測定した。また、図には示さないが、直達日射強度、大気の温度、セラミックハニカムを通過する空気の流量も測定し、熱回収率の計算に使用した。
FIG. 8 shows a configuration example and a temperature measurement position of the installed light receiving collector. 8A is a drawing showing the layout of the ceramic honeycomb in front of the light-receiving heat collector, and FIG. 8B is a drawing showing the temperature measurement position in the cross section along the line VIII-VIII in FIG. 8A. is there. In this example, the light receiving heat collector is composed of nine ceramic honeycombs (ceramic honeycombs H1 to H9) each having a light receiving surface dimension of 150 mm in length and width and a thickness (distance between the light receiving surface and the non-light receiving surface) of 100 mm. The front surface was used as the light receiving surface.
For all of the ceramic honeycombs H1 to H9, four points each of a light receiving surface −10 mm position (P1), a thickness direction center position (P2), a counter light receiving surface −10 mm position (P3), and a counter light receiving surface +10 mm position (P4), Temperature sensors were installed at a total of 36 points, and the temperature at each point was measured. Although not shown in the figure, the direct solar radiation intensity, the atmospheric temperature, and the flow rate of air passing through the ceramic honeycomb were also measured and used for calculating the heat recovery rate.
表1は、以上の実験条件をまとめたものであり、この実験条件で実験を行い、P1〜P4で温度測定を行った結果の一例を表2に示す。
表2によれば、P1〜P3の温度に示されるように、セラミックハニカム厚さ方向(受光面〜反受光面の方向)に72℃〜270℃の大きな温度偏差が生じていることが判る。各セラミックハニカムでは、このような温度偏差の発生が毎日繰り返されることになる。
また、多くのヘリオスタットからの太陽光が受光面に集まるため、受光面内で集光エネルギー密度にばらつきが発生し、表2のP1に示されるように、受光面内での温度は590℃〜1247℃と大きなばらつきを生じている。
Table 1 summarizes the above experimental conditions. Table 2 shows an example of results obtained by conducting experiments under these experimental conditions and performing temperature measurements at P1 to P4.
According to Table 2, it can be seen that a large temperature deviation of 72 ° C. to 270 ° C. is generated in the ceramic honeycomb thickness direction (light receiving surface to anti-light receiving surface) as indicated by the temperatures P1 to P3. In each ceramic honeycomb, such occurrence of temperature deviation is repeated every day.
In addition, since sunlight from many heliostats gathers on the light receiving surface, there is a variation in the light collection energy density within the light receiving surface, and the temperature in the light receiving surface is 590 ° C. as indicated by P1 in Table 2. There is a large variation of ˜1247 ° C.
以上の実験結果をふまえ、割れや脱落が生じにくいセラミックハニカムの最適な形状・寸法を見出すべく、セラミックハニカムの寸法を種々変えて上記と同様の実験を行い、セラミックハニカムの割れや脱落の有無を調査した。
実験は、午前10時から午後2時の、太陽の高度が高く、かつ太陽の方位が南方向にあって、集光条件が良い時間帯を選んで行った。実験後には毎回、集光を止めてセラミックハニカムを大気で冷却し、受光面に割れや脱落が無いか確認した。
Based on the above experimental results, in order to find the optimal shape and dimensions of ceramic honeycombs that are less prone to cracking and falling off, the same experiment as described above was carried out by changing the dimensions of the ceramic honeycombs to determine whether the ceramic honeycombs were cracked or dropped off. investigated.
The experiment was conducted by selecting a time zone from 10 am to 2 pm in which the altitude of the sun is high, the direction of the sun is in the south, and the light collection conditions are good. After each experiment, light collection was stopped and the ceramic honeycomb was cooled in the atmosphere, and it was confirmed that the light receiving surface was not cracked or dropped.
セラミックハニカムの寸法としては、すでに工業用に量産されている直方体形状のハニカムを使う前提で、縦・横それぞれ100mm〜175mm、厚さ75mm〜175mmとした。なお、形状は直方体でなくてもよく、六角柱などでもよい。ハニカムの割れや脱落は、熱膨張により発生すると考えられるが、熱膨張量はハニカムの寸法、即ち受光面面積や厚さとハニカム内部温度偏差に比例すると考えられるので、下記(1)式で規定される相当直径Dと、下記(2)式で規定される形状比率Rが重要であると考え、これらの影響について調査した。
D=4M/P …(1)
R=D/Z …(2)
但し D:相当直径(mm)
M:セラミックハニカム2の受光面aの面積[mm2]
P:セラミックハニカム2の受光面aの周長[mm]
R:形状比率[−]
Z:セラミックハニカム2の受光面aと反受光面b間の距離[mm]
The dimensions of the ceramic honeycomb were set to 100 mm to 175 mm in length and width, and 75 mm to 175 mm in thickness, respectively, on the premise that a rectangular parallelepiped honeycomb already mass-produced for industrial use was used. The shape does not have to be a rectangular parallelepiped, and may be a hexagonal column or the like. Honeycomb cracks and dropouts are thought to occur due to thermal expansion, but the amount of thermal expansion is considered to be proportional to the honeycomb dimensions, that is, the light receiving surface area and thickness, and the honeycomb internal temperature deviation. The equivalent diameter D and the shape ratio R defined by the following equation (2) are considered to be important, and the influences thereof were investigated.
D = 4M / P (1)
R = D / Z (2)
D: Equivalent diameter (mm)
M: area [mm 2 ] of the light receiving surface a of the
P: Perimeter of the light receiving surface a of the ceramic honeycomb 2 [mm]
R: Shape ratio [-]
Z: distance [mm] between the light receiving surface a and the anti-light receiving surface b of the
ここで、セラミックハニカム2の受光面aの面積とは、例えば、図1のセラミックハニカムの場合には、面積=縦寸法H×横寸法Wである。また、セラミックハニカム2の受光面aの周長とは、受光面aの外縁長さの合計であり、図1のセラミックハニカムの場合には、周長=2×(縦寸法H+横寸法W)である。また、セラミックハニカム2の受光面aと反受光面b間の距離Zとは、図1(b)に示すようにセラミックハニカム2の厚さである。
Here, the area of the light receiving surface “a” of the
実験の結果を表3に示す。これによれば、相当直径D=175mmの場合は、形状比率R=1.0〜1.75の範囲で、すべて割れが観察されており、取り出してみるとセラミックハニカムが分割されてしまう。一方、相当直径D=150mmの場合は、形状比率R=1.0で微細で長さが短いヘアクラックが観察されているが、セラミックハハニカムが分割してしまうような割れには至っていない。形状比率R=1.0〜1.5の範囲で割れないと判断される。しかし、形状比率R=2.0では割れてしまう。また、相当直径D=100mmの場合は、形状比率R=0.8で割れが観察される。一方、形状比率R=1.0では割れは観察されず、形状比率R=1.33でも同様である。
以上をまとめると、相当直径Dが150mm以下、形状比率Rが1.0〜1.5において割れが生じていない。一方、相当直径Dが100mm未満であると、必要とする受光面面積を確保するために必要となるセラミックハニカムの数が増加し、これを保持するための部材の数も増加するので、設備費が高くなる。
The results of the experiment are shown in Table 3. According to this, when the equivalent diameter D = 175 mm, all cracks are observed in the range of the shape ratio R = 1.0 to 1.75, and the ceramic honeycomb is divided when taken out. On the other hand, when the equivalent diameter D = 150 mm, fine and short hair cracks were observed with a shape ratio R = 1.0, but no cracks that would cause the ceramic honeycomb to be divided were reached. It is determined that there is no crack in the shape ratio R = 1.0 to 1.5. However, it breaks at the shape ratio R = 2.0. Further, when the equivalent diameter D = 100 mm, cracks are observed at the shape ratio R = 0.8. On the other hand, no crack is observed at the shape ratio R = 1.0, and the same is true at the shape ratio R = 1.33.
In summary, cracks are not generated when the equivalent diameter D is 150 mm or less and the shape ratio R is 1.0 to 1.5. On the other hand, if the equivalent diameter D is less than 100 mm, the number of ceramic honeycombs required to secure the required light receiving surface area increases, and the number of members for holding the same also increases. Becomes higher.
以上の結果から、セラミックハニカムの割れや脱落を防止して、耐久性の高い集熱レシーバーの受光面を得るために、本発明では、上記(1)式で規定される各セラミックハニカム2の相当直径Dを100mm以上150mm以下とし、上記(2)式で規定される各セラミックハニカム2の形状比率Rを1.0以上1.5以下とする。
図1に示すセラミックハニカム2の受光面aは正方形状であるが、受光面aの形状は任意であり、正方形状である必要はない。なお、受光面a及び受光面Aはほぼ鉛直方向に形成されるのが望ましい。
なお、相当直径Dが100mm以上150mm以下であっても、受光面aの縦・横の寸法のいずれかが極端に長い長方形では割れ易いので、受光面aの縦・横の寸法も夫々100mm以上150mm以下であることが好ましい。
From the above results, in order to prevent the ceramic honeycomb from cracking and falling off and to obtain a highly durable light receiving surface of the heat collecting receiver, the present invention corresponds to each
Although the light receiving surface a of the
Even if the equivalent diameter D is not less than 100 mm and not more than 150 mm, it is easy to break in a rectangle in which either the vertical or horizontal dimension of the light receiving surface a is extremely long. Therefore, the vertical and horizontal dimensions of the light receiving surface a are also 100 mm or more, respectively. It is preferable that it is 150 mm or less.
発電容量が20MW程度の太陽熱発電設備では、集熱レシーバーの受光面Aの面積は200〜400m2程度である。仮に面積を400m2とし、セラミックハニカム1個の受光面aの寸法を縦150mm、横150mmとすると、集熱レシーバーに必要なセラミックハニカム2の数は約18,000個となる。図2〜図4の実施形態の集熱レシーバーは、このような多数のセラミックハニカムを簡単且つ安価に組み立てることができ、しかもセラミックハニカムの交換も容易に行うことができるようにしたものである。
In a solar thermal power generation facility with a power generation capacity of about 20 MW, the area of the light receiving surface A of the heat collecting receiver is about 200 to 400 m 2 . If the area is 400 m 2 and the size of the light receiving surface a of one ceramic honeycomb is 150 mm in length and 150 mm in width, the number of
以下、図2〜図4の実施形態について、詳細に説明する。
受光集熱体1は、レシーバー下部(例えば、レシーバーのケーシングなどの構造部下部)に支持されるハニカム保持体3を備えており、複数のセラミックハニカム2は、このハニカム保持体3に保持されている。
ハニカム保持体3は、横方向のハニカムサポート4と縦方向の支柱5を格子状に組み立てることで構成されている。ハニカムサポート4と支柱5は、それぞれ板状部材により構成されており、ともにセラミックハニカム2と同じセラミックス材料又は同じ熱膨張係数を有する耐熱材料(セラミックス材料、金属材料など)で作られることが好ましい。ここで、ハニカム保持体3は、水平方向で隣接するハニカムサポート4どうしの端部を突き合わせ、その各突き合わせ部に支柱5の下端を載せて支柱5を立て、次いで、その各支柱5の上端に、上段の水平方向で隣接するハニカムサポート4どうしの端部の突き合わせ部を載せ、さらに、その各突き合わせ部に支柱5の下端を載せて支柱5を立てる、という手順を繰り返すことで下側から順次組み立てられる。
Hereinafter, the embodiment of FIGS. 2 to 4 will be described in detail.
The light receiving heat collecting body 1 includes a
The
ハニカム保持体3の格子のマス目に相当する各空間s内に、左右2つ・上下2段からなる4つのセラミックハニカム2が収納される(嵌め込まれる)とともに、上下及び左右で隣接するセラミックハニカム2間にはスペーサ6が取り外し可能に介装されている。このスペーサ6は、1400℃以上の耐熱性を有するセラミックボードで構成され、通常、その厚さは5〜10mm程度である。また、本実施形態では、支柱5とセラミックハニカム2間にも同様のスペーサ6が介装されている。セラミックハニカム2を空間sに対して出し入れできるようにするには、セラミックハニカム2とハニカムサポート4及び支柱5間にある程度の隙間(遊び)が必要であり、上記スペーサ6はその隙間を埋め、セラミックハニカム2が空間s内に保持された状態とする。
このようにしてハニカム保持体3にセラミックハニカム2が収納・保持された状態で、セラミックハニカム2、ハニカムサポート4、支柱5、スペーサ6の垂直加重は、支柱5により支えられる。そのため、支柱5は十分な圧縮強度を有するよう、材料選択、断面の大きさの設計がなされる。
In each space s corresponding to the grid cells of the
The vertical load of the
図5は、ハニカムサポート4の詳細を示すもので、図5(a)は平面図、図5(b)は図5(a)中のV−V線に沿う断面図である。
空間s内に収納されたセラミックハニカム2が、その空間s内に確実に拘束されるようにするため、ハニカムサポート4の受光面a側の端部と反受光面b側の端部には、セラミックハニカム2の受光面a側の端部と反受光面b側の端部が各々係合(当接)可能なストッパー部40が突設されている。このストッパー部40は、空間sに収納され、上面又は下面がハニカムサポート4に接するセラミックハニカム2が、受光面・反受光面方向に動いて空間sから出てしまうことを阻止する役目をする。
FIG. 5 shows details of the
In order to ensure that the
ここで、各空間sを形成する上下のハニカムサポート4のストッパー部40間の垂直方向距離Lと、各空間sに収納されて上下で隣接する2つのセラミックハニカム2の合計高さhと、これら2つのセラミックハニカム2間に介装されるスペーサ6の厚さtが、L>h、L<h+tの関係を満足するように構成されている。これにより、上下で隣接する2つのセラミックハニカム2間にスペーサ6が介装された状態では、上下2つのセラミックハニカム2は、その上面又は下面の受光面a側の端部と反受光面b側の端部がストッパー部40に係合可能であることにより、受光面・反受光面方向への移動が阻止され、空間sに拘束される。一方、上下2つのセラミックハニカム2間のスペーサ6を取り外した状態では、セラミックハニカム2を空間sから容易に取り出すことができる。
Here, the vertical distance L between the
ハニカムサポート4は、連結部材7を介して、レシーバーが備える支持部材8に連結されている。本実施形態の支持部材8は、内部に冷媒が通されて冷却された支持パイプで構成されている。この支持部材(支持パイプ)は、受光集熱体1の背方に設けられる伝熱管(受光集熱体1を通過した熱媒ガスから熱回収するための熱交換器)の一部で構成してもよい。
ハニカムサポート4の反受光面b側の両側端部には、ブラケット9が突設され、このブラケット9には連結部材7を差し込むための差込孔10が形成されている。
図6は、連結部材7の詳細を示すもので、図6(a)は平面図、図6(b)は図6(a)中のVI−VI線に沿う断面図である。この連結部材7は、U字状の本体70と、この本体70の両端部に直角に連設された差込軸部71からなる。この連結部材7は、耐熱性を有する金属又はセラミックスで構成される。
The
6A and 6B show details of the connecting
この連結部材7は、U字状の本体70を支持部材8(支持パイプ)に引っ掛けて、その両端の差込軸部71を、水平方向で隣接する2つのハニカムサポート4の差込孔10に差し込むことにより、ハニカムサポート4を支持部材8(支持パイプ)に連結している。連結部材7は、差込軸部71を差込孔10から抜き出すことにより、取り外しが可能である。このようにハニカムサポート4が、連結部材7を介して支持部材8に繋がれることにより、セラミックハニカム2、ハニカムサポート4、支柱5、スペーサ6の横加重は、連結部材7を介して支持部材8により支えられる。
以上のような本実施形態の受光集熱体1は、ハニカムサポート4、支柱5、セラミックハニカム2、スペーサ6、連結部材7を、レシーバー下部(例えば、レシーバーのケーシングなどの構造部下部)から上に向かって順に組み上げることにより、簡単に構成することができ、受光面を形成することができる。
The connecting
The light receiving heat collector 1 of the present embodiment as described above has the
以上のような集熱レシーバーにおいて、セラミックハニカム2を交換する補修を行う場合、ハニカムサポート4及び支柱5を取り外すことなく、隣接するセラミックハニカム2間に介装されたスペーサ6のみを取り外す。通常、スペーサ6の取り出しと取り付けは反受光面b側から行う。これにより、セラミックハニカム2は、上下左右に一定範囲(例えば10mm程度)で動かすことができるようになり、また、上述したように上下で隣接するセラミックハニカム2を空間sから取り出すことができるようになる。そこで、セラミックハニカム2を取り出し、新たなセラミックハニカム2の取り付け(セラミックハニカム2の交換)を行う。通常、セラミックハニカム2の取り出しと取り付けは反受光面b側から行う。その後、隣接するセラミックハニカム2間へのスペーサ6の取り付け(差し込み)を行い、必要に応じて他のスペーサ6の取り付けを行い、セラミックハニカム2の交換を完了する。
In the heat collecting receiver as described above, when repairing to replace the
発電容量が20MW程度の太陽熱発電設備においては、受光面を構成するセラミックハニカムの数は約18000個程度にもなり、このような多数のセラミックハニカムを備える集熱レシーバーにおいて、上記の補修方法は、セラミックハニカムを簡単に交換できる方法として有用な方法である。
なお、本発明の集熱レシーバーは、上述した受光集熱体1以外の構成に特別な制限はないが、集熱レシーバーとしては、例えば、先端側の開口に受光集熱体1が設置され、後端側に排気口を有するケーシングと、このケーシングの内部に配置される伝熱管(受光集熱体1を通過した熱媒ガスから熱回収するための熱交換器)と、ケーシングの排気口に接続される排気手段を備えたものなどが挙げられる。
In a solar thermal power generation facility having a power generation capacity of about 20 MW, the number of ceramic honeycombs constituting the light receiving surface is about 18000, and in the heat collecting receiver including such a large number of ceramic honeycombs, the above repair method includes: This is a useful method for easily exchanging the ceramic honeycomb.
The heat collecting receiver of the present invention is not particularly limited in the configuration other than the light receiving heat collector 1 described above, but as the heat collecting receiver, for example, the light receiving heat collecting body 1 is installed in the opening on the tip side, A casing having an exhaust port on the rear end side, a heat transfer tube (heat exchanger for recovering heat from the heat transfer medium gas that has passed through the light-receiving heat collector 1) disposed inside the casing, and an exhaust port of the casing The thing provided with the exhaust means connected is mentioned.
1 受光集熱体
2 セラミックハニカム
3 ハニカム保持体
4 ハニカムサポート
5 支柱
6 スペーサ
7 連結部材
8 支持部材
9 ブラケット
10 差込孔
20 セル
40 ストッパー部
70 本体
71 差込軸部
a,A 受光面
b 反受光面
s 空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light-receiving
Claims (3)
熱媒ガスが、受光面(a)側から各セラミックハニカム(2)のセル(20)を通過して反受光面(b)側に流れる過程で、各セラミックハニカム(2)に集熱された太陽熱で加熱されるようにした集熱レシーバーにおいて、
下記(1)式で規定される各セラミックハニカム(2)の相当直径Dが100mm以上150mm以下であり、下記(2)式で規定される各セラミックハニカム(2)の形状比率Rが1.0以上1.5以下であり、
D=4M/P …(1)
R=D/Z …(2)
但し D:相当直径(mm)
M:セラミックハニカム(2)の受光面(a)の面積[mm2]
P:セラミックハニカム(2)の受光面(a)の周長[mm]
R:形状比率[−]
Z:セラミックハニカム(2)の受光面(a)と反受光面(b)間の距離[mm]
受光集熱体(1)は、レシーバー下部に支持されるハニカム保持体(3)を備え、
該ハニカム保持体(3)は、横方向のハニカムサポート(4)と縦方向の支柱(5)を格子状に組み立てることで構成され、
ハニカム保持体(3)の格子のマス目に相当する各空間(s)内に、左右2つ・上下2段からなる4つのセラミックハニカム(2)が収納されるとともに、上下及び左右で隣接するセラミックハニカム(2)間にはスペーサ(6)が介装され、
ハニカムサポート(4)が、連結部材(7)を介して、レシーバーが備える支持部材(8)に連結され、
ハニカムサポート(4)の受光面(a)側の端部と反受光面(b)側の端部には、セラミックハニカム(2)の受光面(a)側の端部と反受光面(b)側の端部が各々係合可能なストッパー部(40)が突設され、
各空間(s)を形成する上下のハニカムサポート(4)のストッパー部(40)間の垂直方向距離Lと、各空間(s)に収納されて上下で隣接する2つのセラミックハニカム(2)の合計高さhと、これら2つのセラミックハニカム(2)間に介装されるスペーサ(6)の厚さtが、L>h、L<h+tの関係を満足することを特徴とする太陽熱発電用の集熱レシーバー。 A plurality of ceramic honeycombs (2) are arranged so that the cells (20) that are heat medium gas passages are arranged in parallel, and the light receiving heat collector (1) in which the end face of each ceramic honeycomb (2) constitutes the light receiving surface (a) )
The heat transfer gas was collected on each ceramic honeycomb (2) in the process of flowing from the light receiving surface (a) side to the anti-light receiving surface (b) side through the cells (20) of each ceramic honeycomb (2). In a heat collection receiver that is heated by solar heat,
The equivalent diameter D of each ceramic honeycomb (2) defined by the following formula (1) is 100 mm or more and 150 mm or less, and the shape ratio R of each ceramic honeycomb (2) defined by the following formula (2) is 1.0. 1.5 or less ,
D = 4M / P (1)
R = D / Z (2)
D: Equivalent diameter (mm)
M: Area [mm 2 ] of the light receiving surface (a) of the ceramic honeycomb (2)
P: Perimeter of the light receiving surface (a) of the ceramic honeycomb (2) [mm]
R: Shape ratio [-]
Z: distance [mm] between the light receiving surface (a) and the anti-light receiving surface (b) of the ceramic honeycomb (2)
The light receiving heat collecting body (1) includes a honeycomb holding body (3) supported at the lower part of the receiver,
The honeycomb holding body (3) is configured by assembling a lateral honeycomb support (4) and longitudinal struts (5) in a lattice pattern,
In each space (s) corresponding to the grids of the lattice of the honeycomb holder (3), four ceramic honeycombs (2) having two left and right and two upper and lower stages are housed, and adjacent to each other vertically and horizontally. Spacers (6) are interposed between the ceramic honeycombs (2),
The honeycomb support (4) is connected to the support member (8) included in the receiver via the connection member (7).
The end of the honeycomb support (4) on the light-receiving surface (a) side and the end on the anti-light-receiving surface (b) side are connected to the end of the ceramic honeycomb (2) on the light-receiving surface (a) side and the anti-light-receiving surface (b ) Side stoppers are engageable with stoppers (40),
The vertical distance L between the stopper portions (40) of the upper and lower honeycomb supports (4) forming each space (s) and the two ceramic honeycombs (2) adjacent to each other in the upper and lower sides stored in each space (s). The total height h and the thickness t of the spacer (6) interposed between these two ceramic honeycombs (2) satisfy the relationship of L> h and L <h + t, for solar power generation Heat collecting receiver.
ハニカムサポート(4)及び支柱(5)を取り外すことなく、隣接するセラミックハニカム(2)間に介装されたスペーサ(6)を取り外した後、セラミックハニカム(2)の取り出しと新たなセラミックハニカム(2)の取り付けを行い、その後、隣接するセラミックハニカム(2)間へのスペーサ(6)の取り付けを行い、セラミックハニカム(2)の交換を完了することを特徴とする集熱レシーバーの補修方法。 For the heat collecting receiver according to claim 1 or 2 , when performing repair to replace the ceramic honeycomb (2),
After removing the spacer (6) interposed between the adjacent ceramic honeycombs (2) without removing the honeycomb support (4) and the support (5), the ceramic honeycomb (2) is taken out and a new ceramic honeycomb ( A method of repairing a heat collecting receiver, comprising mounting 2), and then mounting a spacer (6) between adjacent ceramic honeycombs (2) to complete the replacement of the ceramic honeycomb (2).
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