專利名稱：太陽(yáng)能直接生成蒸汽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
需要對(duì)搜集用太陽(yáng)能以及使用太陽(yáng)能的工業(yè)進(jìn)行改進(jìn)來(lái)為其實(shí)施，效率和利用提供改善。相關(guān)領(lǐng)域:除非明確被確認(rèn)是公開或公知的，此處提及的技術(shù)和概念，包括內(nèi)容，定義，或比較，不能解釋為這些技術(shù)和概念之前就被公眾所知或是在先技術(shù)的一部分。所有這里引用的參考文獻(xiàn)(如果有的話)，包括專利，專利申請(qǐng)，公開出版物，通過(guò)引用全部結(jié)合于此用于各種目的，無(wú)論是否以特別地結(jié)合于此。聚光太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)使用反光鏡(mirror),即聚光器(concentrator),在一大塊空間上聚集太陽(yáng)能并將太陽(yáng)能對(duì)準(zhǔn)和集中到接收器中，接收器將入射的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為另一種形式，比如熱能或電能。在一些應(yīng)用范圍內(nèi)，聚光系統(tǒng)相比于直接使用入射的太陽(yáng)能的簡(jiǎn)單系統(tǒng)有幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是，更多聚光的太陽(yáng)能相比較較少聚光的太陽(yáng)能能更有效轉(zhuǎn)化成熱能或電能。太陽(yáng)熱能和太陽(yáng)能光伏接收器在太陽(yáng)能入射率越高時(shí)效率越高。另一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是，在一些應(yīng)用范圍內(nèi)，非聚光太陽(yáng)能接收器相比聚光的反光鏡系統(tǒng)的價(jià)格更昂貴。所以，構(gòu)建具有反光鏡的系統(tǒng)，在給定區(qū)域聚集光線以及將聚集的光線能降低轉(zhuǎn)化成有用能源的總費(fèi)用。
在某些情況下，聚光太陽(yáng)能采集系統(tǒng)被分為四種類型:基于太陽(yáng)能是聚光到線聚焦(line-focus)接收器還是點(diǎn)聚焦(point-focus)接收器，以及聚光器是單個(gè)單片反射鏡(single monolithic reflector)還是以多個(gè)反射鏡作為菲涅爾透鏡以近似于單片反射鏡。線聚焦接收器是具有目標(biāo)的接收器，該目標(biāo)是像管一樣相對(duì)長(zhǎng)的直線。線聚焦聚光器是反射鏡(由單個(gè)光滑反射的表面，多個(gè)固定面，或多個(gè)可移動(dòng)的菲涅爾面組成)，該反射鏡在二維空間接收日光并將日光聚光到一維(寬度)明顯更小的焦點(diǎn)上，同時(shí)將沒(méi)有聚光的日光反射到其他維度(長(zhǎng)度)來(lái)產(chǎn)生焦線。具有線聚焦接收器的線聚焦聚光器在其焦線處是一個(gè)基本槽系統(tǒng)(basic trough system)。聚光器可選擇地繞著它的焦線在一維空間旋轉(zhuǎn)以追蹤太陽(yáng)的日常或季節(jié)性(表面的)運(yùn)動(dòng)來(lái)改進(jìn)整個(gè)能量捕獲和轉(zhuǎn)換。點(diǎn)聚焦接收器是一個(gè)接收器目標(biāo)，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)點(diǎn)，但在不同方法中是一個(gè)面板，窗口，地點(diǎn)，球，或其他目標(biāo)形狀，通常相比于線聚焦接收器其長(zhǎng)寬更接近。點(diǎn)聚焦聚光器是反射鏡(由單個(gè)光滑反射的表面，多個(gè)固定側(cè)面，或多個(gè)可移動(dòng)的菲涅爾面組成)，該反射鏡在二維空間接收日光并將日光聚光到二維(寬度和長(zhǎng)度)明顯更小的焦點(diǎn)上。具有點(diǎn)聚焦接收器的單片點(diǎn)聚焦聚光器(monolithic point-focus concentrator)在其焦點(diǎn)上是一個(gè)基本碟式聚光的太陽(yáng)能系統(tǒng)(basic dish concentrated solar)。單片聚光器可選擇地繞著它的焦點(diǎn)使它的焦軸在二維空間旋轉(zhuǎn)以追蹤太陽(yáng)的日常和季節(jié)性運(yùn)動(dòng)來(lái)改進(jìn)整個(gè)能量捕獲和轉(zhuǎn)換。拋物線型槽系統(tǒng)是使用形狀像大半管的單片反射鏡的線聚光系統(tǒng)(lineconcentrating system)。反射鏡具有1-維曲面(curvature)將日光集中到線聚焦接收器或通過(guò)相對(duì)于彼此的固定的多個(gè)面以近似這樣的曲面。聚光的菲涅爾反射鏡是類似于拋物線型槽的線聚光系統(tǒng)，用一系列反光鏡代替了槽，接收器的每個(gè)長(zhǎng)度都是平直的或者在橫向上稍微彎曲。每個(gè)反光鏡單獨(dú)地繞長(zhǎng)軸旋轉(zhuǎn)將入射的日光照到線聚焦接收器上。拋物線型碟式系統(tǒng)(parabolic dish system)是使用形狀像碗的單片反射鏡的點(diǎn)聚光系統(tǒng)。反射鏡具有2-維曲面將日光集中到點(diǎn)聚焦接收器或通過(guò)相互固定的多個(gè)平面或者曲面以接近這樣的曲面。太陽(yáng)能發(fā)電塔是類似于拋物線型碟的點(diǎn)聚光系統(tǒng)，用2-維陣列反光鏡代替了碟，反光鏡都是平面或曲面。每個(gè)反光鏡(定日鏡)單獨(dú)地在二維空間旋轉(zhuǎn)將入射的日光照到點(diǎn)聚焦接收器上。個(gè)別的反光鏡和相關(guān)的控制系統(tǒng)是具有聚焦軸的點(diǎn)聚焦聚光器的一部分，該聚焦軸繞著焦點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。在太陽(yáng)熱能系統(tǒng)中，接收器是加熱傳感器的光源。接收器吸收太陽(yáng)能，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成熱能并將熱能傳輸?shù)綗醾鬏斀橘|(zhì)，如水，蒸汽，油，或熔鹽。接收器將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成熱能并最小化和/或減少由于熱輻射對(duì)熱能的損耗。概要本發(fā)明可以多種方式實(shí)現(xiàn)，包括作為一個(gè)過(guò)程，制造，裝置，系統(tǒng)和組合物。在本說(shuō)明書中，這些實(shí)施方式，或發(fā)明可采取的任何其他形式，可被稱為技術(shù)。詳細(xì)說(shuō)明闡述了的本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，使得本發(fā)明在上文確定的領(lǐng)域內(nèi)的使用性能，效率和使用效用得到了改善。詳細(xì)說(shuō)明，包括一個(gè)能更快速理解詳細(xì)描述余下部分的簡(jiǎn)介。該簡(jiǎn)介包括一個(gè)或多個(gè)根據(jù)本文描述的系統(tǒng)，方法，制造和計(jì)算機(jī)可讀媒介的示例的實(shí)施例。如在結(jié)論中更詳細(xì)討論，本發(fā)明包括已授權(quán)的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)所有可能的修改和變化。


圖1說(shuō)明了太陽(yáng)能直接生成蒸汽實(shí)施例的各種細(xì)節(jié)。圖2說(shuō)明了收集太陽(yáng)能時(shí)蒸汽發(fā)生器管道系統(tǒng)實(shí)施例的各種細(xì)節(jié)。圖3a是熱(例如工作)狀態(tài)時(shí)懸掛蒸汽發(fā)生器連續(xù)管道系統(tǒng)實(shí)施例的主視圖。圖3b是冷(例如非操作)狀態(tài)時(shí)懸掛蒸汽發(fā)生器連續(xù)管道系統(tǒng)實(shí)施例的主視圖。圖3c是熱(例如操作)狀態(tài)時(shí)懸掛蒸汽發(fā)生器連續(xù)管道系統(tǒng)實(shí)施例的俯視圖。圖3d是冷(例如非操作)狀態(tài)時(shí)懸掛蒸汽發(fā)生器連續(xù)管道系統(tǒng)實(shí)施例的俯視圖。圖4是蒸汽發(fā)生器管道系統(tǒng)懸掛裝置實(shí)施例的剖面圖。圖5a是太陽(yáng)能直接蒸汽發(fā)生器管道系統(tǒng)的水預(yù)熱器部分實(shí)施例的俯視圖。圖5b是太陽(yáng)能直接蒸汽發(fā)生器管道系統(tǒng)的蒸發(fā)器部分實(shí)施例的俯視圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述了一個(gè)或多個(gè)本發(fā)明的實(shí)施例以及描述本發(fā)明選定細(xì)節(jié)的附圖。本發(fā)明和實(shí)施例相聯(lián)地被描述。此處本發(fā)明的實(shí)施例，應(yīng)理解為僅僅是示例性的，本發(fā)明很明確并非限定為或通過(guò)此處任何或所有的實(shí)施例而限定，并且本發(fā)明包括了許多替代，修改和等同。為了避免千篇一律的闡述，各種各樣的的文字標(biāo)簽(包括但不限于:第一，最后，肯定的，不同的，進(jìn)一步，其他的，特別是，選擇，一些，和顯著的)可以應(yīng)用到幾組獨(dú)立的實(shí)施例；正如此處所應(yīng)用的這些標(biāo)簽不旨在表達(dá)質(zhì)量，或任何形式的偏愛(ài)或偏見(jiàn)，但僅僅是為了便于區(qū)分獨(dú)立的各組。公開的方法的一些操作順序在本發(fā)明的范圍內(nèi)是可變的。無(wú)論系用于描述過(guò)程，方法和/或特征變化的多個(gè)實(shí)施例，根據(jù)預(yù)定義的或動(dòng)態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)，其他實(shí)施例動(dòng)態(tài)和/或靜態(tài)地選擇了多個(gè)操作模式中的一種，其操作模式與多個(gè)多種實(shí)施例各別相應(yīng)。下述描述闡述了很多特定細(xì)節(jié)使得能透徹理解本發(fā)明。細(xì)節(jié)的目的在于示例，而發(fā)明可能根據(jù)沒(méi)有一些或所有細(xì)節(jié)的權(quán)利要求來(lái)實(shí)施。為了清楚的目的，和本發(fā)明相關(guān)的已知技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)材料未在此處詳細(xì)描述，因此，本發(fā)明不是非必要地模棱兩可的。介紹此介紹僅僅是為了能促進(jìn)對(duì)詳細(xì)描述的快速理解；本發(fā)明不限于介紹里提及的概念(包括如果有明確的示例)，因?yàn)槿魏谓榻B的段落是整個(gè)客體的示意圖，并不意味著是詳盡的或限制性的描述。例如，下述介紹由于篇幅限制提供了綜述信息和僅有某些實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。還有很多其他實(shí)施例，包括最終會(huì)撰寫權(quán)利要求的實(shí)施例，在說(shuō)明書全篇都有述及。除非有特殊說(shuō)明，本文中的術(shù)語(yǔ)“管子”和“管”(和其他變體術(shù)語(yǔ))可交換使用。管子和/或管的一個(gè)實(shí)例是一個(gè)傳送和/或輸送液體，氣體，和/或細(xì)顆粒固體的空心圓柱體。在各種實(shí)施例和/或應(yīng)用范圍中，會(huì)詳細(xì)說(shuō)明管子系統(tǒng)/管道系統(tǒng)的材料類型，直徑(例如內(nèi)直徑或外直徑)，熱學(xué)特性，耐蝕性，和其他指標(biāo)和/或參數(shù)。在全球，熱技術(shù)被用于當(dāng)前的石油開采以增加開采量。例如，蒸汽注入技術(shù)用于接近一半的加利福尼亞州的石油開采中，而蒸汽驅(qū)技術(shù)(steamflood)和蒸汽模擬(steams t imu I at i on)系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展對(duì)穩(wěn)定能源供給有利。
在一些方法中，油田作業(yè)中注入蒸汽的溫度范圍從300華氏度至700華氏度或750華氏度，壓強(qiáng)高達(dá)1500或2500磅每平方英寸，該溫度和壓強(qiáng)由油層(oil formation)特性和開采技術(shù)決定。在一些方法中，產(chǎn)生高壓高溫蒸汽的蒸汽發(fā)生器，或稱“鍋爐”，利用高水純度防止腐蝕，結(jié)垢和其他傳熱表面的劣化。在各種實(shí)施例和/或應(yīng)用范圍內(nèi)，用于增加石油開采的蒸汽發(fā)生器技術(shù)在個(gè)方面能提高生產(chǎn)。(該技術(shù))以“直通”路線傳送大量水，其中供給水在一系列加熱管中加壓，預(yù)熱和蒸發(fā)，而出口的蒸汽(一種蒸汽和水混合物)直接分配給油田。在一些情況下，該蒸汽和水混合物直接注入油井；在其他情況下，分離器進(jìn)一步分離水和蒸汽。不同于例如蒸汽發(fā)電廠，凈化水并不重復(fù)利用，而是不斷地處理，加熱，和以蒸汽注入。在一些情況下，由于需要大量的水進(jìn)行處理，油田作業(yè)會(huì)將供給水提供給一些蒸汽發(fā)生器而該供給水不能滿足其他蒸汽發(fā)生器或鍋爐的高壓高溫蒸汽生成的純度標(biāo)準(zhǔn)。在一些應(yīng)用范圍中，油田蒸汽發(fā)生器的供給水包含硅和其他殘余溶解固體，對(duì)蒸汽發(fā)生器的設(shè)計(jì)和運(yùn)作提出各種約束。例如，美國(guó)石油學(xué)會(huì)建議準(zhǔn)則IiT指定了通常用于油田蒸汽發(fā)生器中的水的化學(xué)特性要求；總?cè)芙夤腆w可以在百萬(wàn)分之7，000至30，000。在一些實(shí)施例和/或應(yīng)用范圍內(nèi)，太陽(yáng)能用作油田蒸汽的一個(gè)來(lái)源。聚光太陽(yáng)能收集器可以加熱流體至產(chǎn)生油田蒸汽的溫度，設(shè)計(jì)合理的太陽(yáng)能系統(tǒng)可以減低石油開采成本和溫室氣體排放。在各種實(shí)施例中，聚光太陽(yáng)能收集器具有移動(dòng)多個(gè)太陽(yáng)光反射鏡的控制系統(tǒng)，使太陽(yáng)能反射鏡追蹤太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)并將太陽(yáng)能引導(dǎo)到接收器的管上。該反射鏡控制系統(tǒng)可以控制一些或全部反射鏡進(jìn)入“無(wú)日照”狀態(tài)，即引導(dǎo)光線離開接收器；“無(wú)日照”位置在偏離正常操作狀態(tài)時(shí)，防止接收器可能的過(guò)熱和損壞。太陽(yáng)能接收器使用閑置的“燃料”，即太陽(yáng)能輻射。因此，在一些實(shí)施例和/或應(yīng)用范圍中，收集器系統(tǒng)的資本成本和收集器凈效率是考慮建造實(shí)用和合算的太陽(yáng)能油田蒸汽生成系統(tǒng)的因素。各種的實(shí)施例和/或應(yīng)用內(nèi)容利用太陽(yáng)能輻射作為能源，使用這里描述的各種技術(shù)可以提高油田蒸汽的生成。例如，一些技術(shù)提高了太陽(yáng)能收集的土地利用。再如，一些技術(shù)提高了給定時(shí)間和入射太陽(yáng)輻射量(日光)的不可控的操作。這里描述的各種的實(shí)施例和/或應(yīng)用內(nèi)容可以減低油田蒸汽生成成本。在總結(jié)具體實(shí)施方式
的介紹之后是一組實(shí)施例示例，包括至少一些實(shí)施例示例被稱作為“示例組合”(Example Combinations)來(lái)詳細(xì)枚舉,根據(jù)此處描述的內(nèi)容,為各種實(shí)施例類型提供附加描述；這些示例不是相互排斥，詳盡的或限制的；本發(fā)明不限于這些實(shí)施例示例而包括已授權(quán)的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)所有可能的修改和變化。示例組合I) 一種方法，包括:通過(guò)塑形，涂層和安裝改變管一部分以組成多個(gè)連續(xù)太陽(yáng)能接收器管。示例組合2)如示例組合I所述的方法，其特征在于，所述管的一部分是管的單一部分。示例組合3)如示例組合I所述的方法，還包括平行地操作所述連續(xù)太陽(yáng)能接收器管的至少一部分，并平衡流過(guò)平行地被操作的所述連續(xù)太陽(yáng)能接收器管的液體流量。示例組合4)如示例組合I所述的方法，其特征在于，每個(gè)所述連續(xù)太陽(yáng)能接收器管可以從各別的連續(xù)太陽(yáng)能接收器管的各別的入口端到各別的連續(xù)太陽(yáng)能接收器管的各別的出口端輸送水。示例組合5)如示例組合I所述的方法，其特征在于，每個(gè)連續(xù)太陽(yáng)能接收器管可被多個(gè)獨(dú)立的可移動(dòng)的拋物面反射鏡照射。示例組合6)如示例組合I所述的方法，其特征在于，每個(gè)拋物面反射鏡懸掛在所述連續(xù)太陽(yáng)能接收器管上。示例組合7) —種方法，包括:通過(guò)端對(duì)端焊接多個(gè)涂層管組成多個(gè)連續(xù)太陽(yáng)能接收器管的每一個(gè)。示例組合8)如示例組合6所述的方法，還包括平行地操作所述連續(xù)太陽(yáng)能接收器管至少一部分，并平衡流過(guò)正平行地被操作的所述連續(xù)太陽(yáng)能接收器管的液體流量。示例組合9)如示例組合6所述的方法，每個(gè)所述連續(xù)太陽(yáng)能接收器管可以從各別的連續(xù)太陽(yáng)能接收器管的各別的入口端到各別的連續(xù)太陽(yáng)能接收器管的各別的出口端輸送水。示例組合10)如示例組合6所述的方法，每個(gè)連續(xù)太陽(yáng)能接收器管可被多個(gè)獨(dú)立的可移動(dòng)的拋物面反射鏡照射。示例組合11)如示例組合6所述的方法每個(gè)拋物面反射鏡懸掛在所述連續(xù)太陽(yáng)能接收器管上。有效蒸汽質(zhì)量管理在各種實(shí)施例和/或應(yīng)用范圍內(nèi)，有效蒸汽質(zhì)量管理可以提高油田蒸汽生成和/或改善其使用。直通式油田蒸汽發(fā)生器的一個(gè)要素是對(duì)系統(tǒng)中每個(gè)加熱管的出口蒸汽質(zhì)量封閉管理。因?yàn)楫?dāng)液體水流過(guò)蒸汽發(fā)生器的管道系統(tǒng)時(shí)會(huì)蒸發(fā)，所以當(dāng)斜體水容量減少時(shí)，供給水?dāng)y帶的殘留雜質(zhì)聚集，隨著液體轉(zhuǎn)化為汽相而逐漸增多。術(shù)語(yǔ)“蒸汽質(zhì)量”指轉(zhuǎn)化為汽相的入口水的質(zhì)量百分比；因此蒸汽質(zhì)量70 %指有30 %的初始供給水是液相，雜質(zhì)濃度是初始水的三倍多。從概念上看，對(duì)給定供給水質(zhì)量，理想的油田蒸汽發(fā)生器傳送可能的最高蒸汽質(zhì)量。更高的蒸汽質(zhì)量在每磅注入水中傳送更多的能量。然而，如果蒸汽質(zhì)量超過(guò)依據(jù)水雜質(zhì)聚集決定的極限，會(huì)以無(wú)法承受的高速率產(chǎn)生腐蝕和結(jié)垢，導(dǎo)致蒸汽發(fā)生器的管道系統(tǒng)污垢堵塞，和潛在失效或燒壞。在一些情況下，通過(guò)嚴(yán)格控制蒸汽質(zhì)量，諸如5至10%范圍內(nèi)，可以有經(jīng)濟(jì)的操作。在一些方法中，燃料燃燒蒸汽發(fā)生器測(cè)量入口空氣和水溫，控制燃料燃燒率和供水率以維持蒸汽質(zhì)量在需要范圍。各種“重沸器”(reboiler)式太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器，使用太陽(yáng)能接收器收集太陽(yáng)能，該接收器在封閉循環(huán)中加熱高純度水或其他傳熱流體。收集的太陽(yáng)能通過(guò)重沸器作為蒸汽傳送到油田水中。通過(guò)測(cè)量進(jìn)入流體的流量和/或氣體溫度和流量，以及通過(guò)運(yùn)用類似于已用在燃燒燃料的蒸汽生成中的技術(shù)調(diào)節(jié)供給水流量，能得到經(jīng)質(zhì)量管理的油田蒸汽。在各種實(shí)施例和/或應(yīng)用范圍內(nèi)，如圖1，在太陽(yáng)能接受器中直接加熱和蒸發(fā)油田供給水，沒(méi)有重沸器以節(jié)約成本。如下描述了一個(gè)具有太陽(yáng)能接收器的系統(tǒng)的一個(gè)示例。控制系統(tǒng)傳送經(jīng)質(zhì)量管理的被太陽(yáng)輻射直接加熱的油田蒸汽。入水口源I提供增壓或常壓的液態(tài)水，通過(guò)水處理設(shè)備2去除水中特定雜質(zhì)。所述水源是一套分配系統(tǒng)，該系統(tǒng)在沒(méi)有或多個(gè)太陽(yáng)能蒸汽發(fā)生器38和零個(gè)或多個(gè)燃料燃燒蒸汽發(fā)生器(圖中未顯示)中分配。蒸汽出口管7傳送具有合適的溫度和質(zhì)量的增壓高溫蒸汽以滿足不同用途。在一些實(shí)施例中，通過(guò)三個(gè)裝置的組合維持蒸汽質(zhì)量。第一個(gè)裝置是入口水流控制系統(tǒng)39 (具有沒(méi)有或有多個(gè)泵以及沒(méi)有或有多個(gè)閥)，根據(jù)當(dāng)前平均日照狀況向一個(gè)或多個(gè)太陽(yáng)能加熱器8傳送近似合適的入水量。當(dāng)前狀況包括由本地控制系統(tǒng)測(cè)得的年份，日期，和/或天氣狀況。第二個(gè)裝置能精確控制流入太陽(yáng)能場(chǎng)(solar field)的水流,通過(guò)由本地蒸汽質(zhì)量測(cè)量系統(tǒng)(包括如水流，溫度，和/或蒸汽質(zhì)量)控制的入口微調(diào)閥3實(shí)現(xiàn)。第三個(gè)裝置是放置在太陽(yáng)能加熱器出口的冷凝液罐40，把過(guò)量的冷凝液分離并將近似質(zhì)量的蒸汽送到目的點(diǎn)(例如通過(guò)蒸汽出口管7)。在一些實(shí)施例中，冷凝液排放的熱量(如果有，例如，通過(guò)管出口 41)回收到預(yù)熱入口水。當(dāng)夜晚時(shí)，太陽(yáng)能接收系統(tǒng)處于低溫且充滿水。當(dāng)早晨時(shí)，系統(tǒng)先在“預(yù)熱模式”操作。在一些實(shí)施例中，當(dāng)太陽(yáng)升起，太陽(yáng)能收集器的反射鏡集熱器16聚集日光并開始傳遞熱量，循環(huán)泵通過(guò)該系統(tǒng)的不同部分再循環(huán)水。隨著水加熱，膨脹，開始沸騰，溫/熱水和低質(zhì)量蒸汽通過(guò)回流閥5排入一個(gè)由冷凝液罐6所示的“水/蒸汽回流容器”，蒸汽通過(guò)接觸水而再冷凝，最終溫水被抽回或排放回入口供給水系統(tǒng)。通過(guò)水接觸再冷凝的低質(zhì)量蒸汽，相比于初始的供給水，具有大約同等的溶解雜質(zhì)，在一些情況下，相較于將蒸汽和再循環(huán)液體分離的方法，改善了操作，使得和初始供給水相比提高溶解雜質(zhì)等級(jí)。在一些實(shí)施例中，當(dāng)?shù)匾?guī)程不允許無(wú)人值班鍋爐的再循環(huán)。在一些實(shí)施例中，通過(guò)熱交換器而非供給水的再循環(huán)重新獲得熱能后，才排放供給水。在一些實(shí)施例中，熱水提供給另一流程或用戶使得消耗熱水。在一些實(shí)施例中，太陽(yáng)能系統(tǒng)產(chǎn)生足夠操作的熱量和壓強(qiáng)后，關(guān)閉系統(tǒng)的出口。隨著太陽(yáng)輻射增加，蒸汽質(zhì)量提高，系統(tǒng)轉(zhuǎn)為“操作模式”。在操作模式，蒸汽從太陽(yáng)收集器通過(guò)出流閥4流入蒸汽出口管，由于關(guān)閉了回流閥5蒸汽流不能流入回流容器。通過(guò)調(diào)節(jié)泵速率或入口閥流速，自控系統(tǒng)監(jiān)控入口水流速。自控系統(tǒng)測(cè)量一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，確定合適入口流速。測(cè)量的參數(shù)包括:入口和出口溫度，壓強(qiáng)和流速；即時(shí)太陽(yáng)輻射；日/年和同一日期/時(shí)期的太陽(yáng)輻射的歷史記錄；入口和出口液體純度(溶解固體物)，可間接通過(guò)如導(dǎo)電的代理技術(shù),或直接通過(guò)如光透射或敏感材料反應(yīng)性的代理技術(shù)來(lái)測(cè)量；和經(jīng)過(guò)一排蒸汽/水分離裝置后的液體流速。在一些情況下，太陽(yáng)輻射變化迅速:如云層遮住太陽(yáng)或太陽(yáng)從云層中出來(lái)。一些情況下，這些變化導(dǎo)致蒸汽質(zhì)量的瞬變，影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作。自控系統(tǒng)控制入水流速和入口及出口微調(diào)閥，減少，最小化，或防止一些或所有瞬變和/或其他影響。在一些實(shí)施例中，由圖中冷凝液罐40表示的出口分離罐使太陽(yáng)能系統(tǒng)提供符合質(zhì)量要求的蒸汽，以及通過(guò)太陽(yáng)瞬變狀態(tài)從冷凝液重新獲得熱量。當(dāng)太陽(yáng)輻射下降，自控裝置向下調(diào)節(jié)入口流速，最小化，減少，和/或防止蒸汽質(zhì)量的下降。當(dāng)調(diào)節(jié)無(wú)法改變出口蒸汽質(zhì)量的下降，出流蒸汽閥4關(guān)閉，低質(zhì)量蒸汽和水混合物流向回流容器，直至蒸汽質(zhì)量重回合適范圍。當(dāng)蒸汽質(zhì)量上升，和/或太陽(yáng)輻射監(jiān)測(cè)器測(cè)得光照增加時(shí)，上升預(yù)測(cè)裝置使用同一日期/時(shí)期的太陽(yáng)輻射的歷史記錄調(diào)節(jié)水流速率，確保即使在全日照瞬態(tài)時(shí)蒸汽質(zhì)量不會(huì)過(guò)高。在一些實(shí)施例中，監(jiān)控蒸汽質(zhì)量的控制系統(tǒng)使一些反射鏡集熱器16進(jìn)入“無(wú)日照”狀態(tài)，減少在日照時(shí)射入太陽(yáng)能接收器的主要熱量，以防蒸汽質(zhì)量過(guò)高。在一些實(shí)施例中，通過(guò)從蒸汽組分中分離一部分出口液體以及分別測(cè)量每一組分的流速或質(zhì)量來(lái)測(cè)定出口蒸汽質(zhì)量。在一些實(shí)施例中，通過(guò)從蒸汽組分中分離一部分出口液體以及測(cè)量該液體包括光學(xué)和電學(xué)的特性，以確定與供給水中總?cè)芙夤腆w物相對(duì)的出口液體中的總?cè)芙夤腆w物，總?cè)芙夤腆w物可表示聚集率，因而確定多少供給水轉(zhuǎn)化為蒸汽，從而測(cè)定出口蒸汽質(zhì)量。在一些實(shí)施例中，測(cè)量流速和壓強(qiáng)，用來(lái)計(jì)算蒸汽質(zhì)量；測(cè)量系統(tǒng)使用超聲波和/或熱速度傳感器進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)測(cè)量項(xiàng)目，視情況而定。在一些實(shí)施例和/或應(yīng)用范圍內(nèi)，控制系統(tǒng)可產(chǎn)生油田蒸汽(向油田蒸汽分配系統(tǒng)傳送蒸汽)，減少，最小化，和/或防止傳送低質(zhì)量蒸汽。在一些實(shí)施例和/或應(yīng)用范圍內(nèi)，控制系統(tǒng)可使出口蒸汽質(zhì)量很少或從不過(guò)高，從而減少，最小化，和/或防止損壞和腐蝕管。在一些情況下，控制系統(tǒng)對(duì)太陽(yáng)輻射的瞬時(shí)狀態(tài)響應(yīng)，從而發(fā)生供給水的(從概念上說(shuō)，反常的)“過(guò)度調(diào)節(jié)” (overshoot)，引起出口蒸汽質(zhì)量的短暫的下降(和/或通過(guò)關(guān)閉出口蒸汽閥4可選擇暫時(shí)中斷傳送太陽(yáng)收集區(qū)域的蒸汽)。過(guò)度調(diào)節(jié)損害很小或沒(méi)有損害。但是，對(duì)太陽(yáng)輻射的瞬時(shí)狀態(tài)調(diào)節(jié)不足有可能導(dǎo)致永久的損壞，例如水垢沉積。蒸汽發(fā)生器的連續(xù)管道系統(tǒng)在各種實(shí)施例和/或應(yīng)用范圍內(nèi)，如圖2所示，蒸汽發(fā)生器的連續(xù)管道系統(tǒng)改善油田蒸汽的生成和/或使用。在不同情況下，對(duì)蒸汽生成的管道系統(tǒng)的所有點(diǎn)的蒸汽質(zhì)量精確控制可改善油田蒸汽生成。在一些應(yīng)用范圍內(nèi)，大范圍的蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)中具有有限數(shù)量的測(cè)量點(diǎn)是實(shí)用的。當(dāng)管道系統(tǒng)(例如太陽(yáng)能接收器18)中的狀況更趨均勻時(shí)，測(cè)量的狀況更具代表性。均勻的水流有利于受太陽(yáng)能加熱的部分管道系統(tǒng)。去除導(dǎo)致局部流速和蒸汽質(zhì)量變化的緊縮測(cè)量點(diǎn)(從而成為結(jié)垢或管損壞的測(cè)量點(diǎn))是有利的。均勻光照對(duì)管道系統(tǒng)有利，例如對(duì)部分更高蒸汽質(zhì)量流經(jīng)的管道系統(tǒng)的光照。在一些情況下，“熱點(diǎn)”(hotspots)導(dǎo)致雜質(zhì)沉積，損壞管。在多個(gè)流量區(qū)域平行連接的實(shí)施例中，均衡流量和光照有利于并行區(qū)域，該區(qū)域入口總管11連接入口 9和太陽(yáng)能接收器18，出口總管12連接出口 10和太陽(yáng)能接收器18。在一些方法中，塔型系統(tǒng)使用垂直方向的加熱管，流量不完全均勻，光照強(qiáng)弱不可控。在一些實(shí)施例中，線性菲涅爾型系統(tǒng)使用光照不等的平行管，較難或無(wú)法測(cè)量或均衡整個(gè)平行管上的輻射。在各種實(shí)施例和/或應(yīng)用范圍內(nèi)，太陽(yáng)能接收器18具有一個(gè)單一連續(xù)的加熱管，其被分段的，獨(dú)立控制的拋物面反光鏡照射，如圖所示的追蹤太陽(yáng)的反射鏡集熱器16。一個(gè)單一管向一個(gè)方向延伸幾百英尺傳送入口水，在管中流動(dòng)的水加熱沸騰。在一些實(shí)施例中，該單一管在起始部分向一個(gè)方向延伸幾百英尺，連接一個(gè)垂直于起始部分的隔熱交叉部分(例如交叉部分17)，然后與起始部分平行反向延伸幾百英尺至與起點(diǎn)垂直處，在一些實(shí)施例中，多個(gè)“往返”(out and back)回路(如圖2所示的三個(gè)平行回路)組合成一個(gè)單一的連續(xù)管。在有光照的管部分(如組成太陽(yáng)能接收器18的連續(xù)管部分)或無(wú)光照的管部分(如交叉部分17，入口總管11和出口總管12部分)處，沒(méi)有可移動(dòng)的連接處，軟管，或凸緣影響流量。在一些實(shí)施例中，多個(gè)連續(xù)接收器管的每一個(gè)是由單一管(無(wú)縫或有縫)組成。這些單一管通過(guò)塑形，涂層和安裝作為部分太陽(yáng)能收集區(qū)域。
在其他實(shí)施例中，多個(gè)連續(xù)接收器管的每一個(gè)是由多個(gè)端對(duì)端焊接的涂層管組成。在一些實(shí)施例中，使用軌道焊接方式焊接管。在一些實(shí)施例中，連續(xù)內(nèi)表面通過(guò)焊接管截面(太陽(yáng)能接收器，連接部分和交叉組件)接入單一管。在一些實(shí)施例中，多個(gè)反光鏡/接收器串聯(lián)連接。接收器，連接管，和/或交叉管的連續(xù)內(nèi)表面使熱介質(zhì)均勻流動(dòng)，清管器平穩(wěn)通過(guò)。在一些實(shí)施例中，多個(gè)反光鏡/接收器平行連接(如圖所示三個(gè)平行接收器)，水流在平行部分中均分。每個(gè)接收器(如圖所示的太陽(yáng)能接受器18)處于一長(zhǎng)列分段的拋物面反射鏡的各自焦點(diǎn)處，如圖所示的反射鏡集熱器16，該反射鏡傳在遞接收器上均分的倉(cāng)tfi。在一些實(shí)施例中，清洗和除垢太陽(yáng)能接受器管的設(shè)備需用各種不同的標(biāo)準(zhǔn)管材料。在一些應(yīng)用范圍內(nèi)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師視情況選擇最便宜的管或者對(duì)經(jīng)常清洗管或替換管做出經(jīng)濟(jì)權(quán)衡。允許使用符合地方法規(guī)(例如地方鍋爐法規(guī))要求的任何材料，包括A-106，SA-106, Gr A，Gr B，和AP1-5，視地方水化學(xué)和其他權(quán)衡因素而定。蒸汽發(fā)生器管系統(tǒng)維護(hù)規(guī)定在各種實(shí)施例和/或應(yīng)用范圍內(nèi)，如圖2所示，蒸汽發(fā)生器管系統(tǒng)維護(hù)需高效的內(nèi)部清洗。如果不能維持合適的水質(zhì)，水中雜質(zhì)會(huì)長(zhǎng)久地或快速地沉積，所以用于油田的直通式蒸汽發(fā)生器需要內(nèi)部清洗。清洗技術(shù)有例如化學(xué)清洗(如用酸)和機(jī)械清洗(如用移動(dòng)清洗器，例如清管器，經(jīng)液壓使其通過(guò)管系統(tǒng))。各種直接太陽(yáng)能油田生產(chǎn)蒸汽的實(shí)施例使用一種或多種下列有利于高效清洗的技術(shù):-太陽(yáng)能接收器管道系統(tǒng)內(nèi)直徑相等，具有合適的管壁厚度(包括可重復(fù)酸液清洗的腐蝕裕量)，管彎頭15的彎曲半徑適合清管器的通過(guò)；-供給水和蒸汽總管系統(tǒng)分離接收器和清洗液、清管器的入口區(qū)13和出口區(qū)14；和-控制系統(tǒng)，供給水和蒸汽總管系統(tǒng)分離單個(gè)太陽(yáng)能收集器，分離的收集器的反射鏡“偏離軌跡”使白天能進(jìn)行清洗操作，而非分離的太陽(yáng)能收集器照常操作。在熱膨脹下，各種實(shí)施例具備相同內(nèi)半徑以及大彎曲半徑，沒(méi)有可移動(dòng)的連接處或軟管，以高效清洗。在一些方法中，太陽(yáng)能收集區(qū)域在收集器基線上使用小半徑的“膨脹圈”，承擔(dān)高溫太陽(yáng)能接收器和相關(guān)常溫支撐結(jié)構(gòu)體的不同膨脹。各種實(shí)施例中，如圖3a，圖3b，圖3c，圖3d，和圖4所示，具有單一，筆直，定半徑的由活動(dòng)構(gòu)件19支撐的太陽(yáng)能深度記錄線(receiver line) 20 (例如管或管子)，該構(gòu)件延伸和/或懸掛于支撐結(jié)構(gòu)體(圖中未示)。深度記錄線20在側(cè)向定端21固定，遠(yuǎn)端24可自由移動(dòng)，構(gòu)件19沿其縱向懸掛。如圖3a，圖3c所示，在操作溫度下(接收器接受日照，例如接收器溫度高)，構(gòu)件19對(duì)深度記錄線20提供相等的拉力，使太陽(yáng)能接收器相對(duì)于構(gòu)造線22和23水平(或近似水平)懸掛。如圖3b，圖3d所示，在常溫下(接收器沒(méi)有日照，例如接收器溫度低)，太陽(yáng)能接受器基線20收縮例如I %，對(duì)構(gòu)件19施加彎曲力，深度記錄線沿軸向承受拉力，使遠(yuǎn)端24如圖示相對(duì)于構(gòu)造線22和23上升，而保持深度記錄線20相對(duì)筆直(沒(méi)有大量/明顯彎曲)。在一些實(shí)施例中，如圖4所示,卡圈25 (collar)連接懸掛構(gòu)件(如構(gòu)件19)和深度記錄線(例如通過(guò)永久固定)。每個(gè)卡圈在沿垂直于接受器基線的方向安裝兩個(gè)懸掛構(gòu)件，防止(或減少)深度記錄線的側(cè)向移動(dòng)。在各種實(shí)施例和/或應(yīng)用范圍內(nèi)，如圖5a，5b所示，太陽(yáng)能直接蒸汽發(fā)生器分為水預(yù)熱器(圖5a)和蒸發(fā)器(圖5b)，在保護(hù)結(jié)構(gòu)30如大范圍的商用溫室內(nèi)。構(gòu)造線31內(nèi)的水預(yù)熱器包括一個(gè)美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)規(guī)范卷一(ASME Section I)中的水預(yù)熱器，置于保護(hù)裝置30內(nèi)。每個(gè)蒸發(fā)器包括一個(gè)美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)規(guī)范卷一中的蒸發(fā)器，置于保護(hù)結(jié)構(gòu)30內(nèi)。蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)沒(méi)有貨具有多個(gè)水預(yù)熱器(圖中顯示一個(gè))以及一個(gè)或多個(gè)蒸發(fā)器(圖中顯示兩個(gè))。每個(gè)預(yù)熱器31具有一個(gè)或多個(gè)連續(xù)環(huán)路(圖中顯示兩個(gè))。每個(gè)蒸發(fā)器37具有一個(gè)或多個(gè)連續(xù)環(huán)路(圖中顯示一個(gè))。連接管部分32和太陽(yáng)能接收器部分18s連接，置于彼此獨(dú)立的聚光器部分33之間(聚光器部分懸掛在太陽(yáng)能接收器部分18s)。由于存在如圖3a，3b, 3c, 3d和4所示的懸掛裝置，管部分無(wú)需具有可膨脹連接處。保護(hù)結(jié)構(gòu)30的圍墻上具有固定點(diǎn)35，固定接收器管(如組成太陽(yáng)能接收器部分18s的接收器管)的一端。接收器管交叉部分34是連接接收器管(如組成太陽(yáng)能接收器部分18s的接收器管)的連續(xù)管，具有使清管器通過(guò)的可控半徑。接收器管(如組成太陽(yáng)能接收器部分18s的接收器管和接收器管交叉部分34)懸掛在圍墻的上部結(jié)構(gòu)，如圖3a，3b，3c，3d和4所示，在交叉部分端不與圍墻連接，從而因溫度變化管膨脹和收縮時(shí)可移動(dòng)。水流通過(guò)42從入口水流控制系統(tǒng)39流出。入口閥門27和出口閥門28分離預(yù)熱器和蒸發(fā)器，同時(shí)分別供清管器的出入。微調(diào)閥門36可根據(jù)太陽(yáng)能瞬態(tài)自控水流量。冷凝液罐40控制出口蒸汽質(zhì)量提供熱水，該蒸汽通過(guò)出口管7進(jìn)入油田或用于其他蒸汽技術(shù)用途，該熱水通過(guò)出口管41進(jìn)入供給水系統(tǒng)或用于其他技術(shù)用途。管29連接水預(yù)熱器31和蒸發(fā)器37。低溫“夜間”太陽(yáng)能收集區(qū)域管理在各種實(shí)施例和/或應(yīng)用范圍內(nèi)，低溫“夜間”太陽(yáng)能收集區(qū)域管理能降低或去除溶解雜質(zhì)的沉淀。在一些情況下，當(dāng)水溫下降時(shí)，向傳送油田蒸汽的供給水含有沉淀的溶解雜質(zhì)。在一些方法中，在高于常溫條件下傳送供給水，減少或防止溶解雜質(zhì)的沉淀。通過(guò)使用例如整夜操作的備份熱源和泵浦，維持供給水的高溫(例如高于常溫)。在一些方法中，備份熱源和/或泵浦消耗大量熱能和電能。在一些實(shí)施例中，太陽(yáng)能生成油田蒸汽使用備份熱源和泵浦，夜間不斷地循環(huán)加熱的供給水通過(guò)太陽(yáng)能收集區(qū)域。為克服熱量損失以足夠高的速率維持該循環(huán)，使所有或任何管道系統(tǒng)部分保持高溫，防止溶解雜質(zhì)(例如礦物)的沉積。在各種實(shí)施例和/或應(yīng)用范圍內(nèi)，一個(gè)“純凈和非純凈水”的混合系統(tǒng)具有一個(gè)儲(chǔ)存罐，儲(chǔ)存有(對(duì)高雜質(zhì)的供給水)充分處理的純凈供給水。太陽(yáng)能收集區(qū)域具有供給水系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)有供給水入口閥門和出口閥門，結(jié)束每日太陽(yáng)能收集時(shí)(例如黃昏時(shí))，關(guān)閉供給水入口閥門。然后純凈供給水從存儲(chǔ)罐泵入太陽(yáng)能收集區(qū)域，替代高雜質(zhì)供給水。所有或部分降至常溫(例如在夜晚)的管道系統(tǒng)充滿純凈供給水后，關(guān)閉供給水出口閥門。低溫蒸汽和/或氮?dú)獬淙雰?chǔ)存罐。每日太陽(yáng)能收集開始時(shí)(例如日出時(shí))，純凈水熱膨脹，太陽(yáng)能收集區(qū)域在純凈水循環(huán)模式下操作(入口和出口閥門關(guān)閉)。然后打開入口閥門，油田蒸汽供給水進(jìn)入太陽(yáng)能收集區(qū)域，純凈水被替換流回儲(chǔ)存罐。當(dāng)純凈供給水從太陽(yáng)能收集區(qū)域流出，關(guān)閉純凈供給水系統(tǒng)閥門，太陽(yáng)能收集區(qū)域操作，收集太陽(yáng)能，如本文其余處所描述。純凈供給水每次流入和排出太陽(yáng)能收集區(qū)域的循環(huán)會(huì)帶入一些雜質(zhì)。在一些實(shí)施例中，通過(guò)別處新的純凈供給水的替換，定期保養(yǎng)和/或補(bǔ)給某些或任何純凈供給水的成分。在其他實(shí)施例中，水處理器白天循環(huán)運(yùn)作，除去純凈供給水中的雜質(zhì)，一直維持純凈供給水的純度。例如，離子交換樹脂床系統(tǒng)維持合適的純凈供給水水質(zhì)。再如，反滲透水凈化系統(tǒng)維持合適的純凈供給水水質(zhì)。選定的實(shí)施例細(xì)節(jié)在不同實(shí)施例和/或應(yīng)用范圍下，示例的實(shí)施例互相關(guān)聯(lián)。例如，在一些實(shí)施例中，圖1的太陽(yáng)能加熱器8運(yùn)用圖2，3a-d，4和5a_b中的技術(shù)。再如，在一些實(shí)施例中，圖3a-b中太陽(yáng)能深度記錄線20代表圖2中的太陽(yáng)能接收器18。結(jié)論說(shuō)明書中的特定選擇僅僅是為了在準(zhǔn)備文本和附圖時(shí)的方便，除非有相反的指示，否則該選擇不應(yīng)當(dāng)解釋本身作為傳達(dá)所描述實(shí)施例結(jié)構(gòu)或操作的額外信息。選擇的示例包括:指定使用數(shù)字編號(hào)的特定組織或分配，和用于識(shí)別和引用的實(shí)施例中的特征和元件的元素標(biāo)識(shí)符(如，插圖編號(hào)或數(shù)字指示器)的特定的組織或分配。單詞“包括”明確地解釋為描述開放式范圍的邏輯組的抽象概念，且不是指物理包含除非明確使用單詞“之內(nèi)”。盡管前述實(shí)施例出于清楚說(shuō)明和理解目的已詳細(xì)描述，但是本發(fā)明并不限于所提供的細(xì)節(jié)。本發(fā)明有很多實(shí)施例。公開的實(shí)施例只是列舉并沒(méi)有限制?？梢岳斫獾氖牵驼f(shuō)明書一致的對(duì)構(gòu)造，排列，和使用的許多變化是可能的，并在已授權(quán)專利的權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。對(duì)元件的命名僅僅是示例性的，且不應(yīng)當(dāng)解釋為限制了所描述的概念。另外，除非特別說(shuō)明是與之相反的，則指定的取值范圍，使用的最高值和最低值，或其他特定的規(guī)格，僅僅在所描述的實(shí)施例中，期望能在實(shí)施技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和變化，并且不應(yīng)當(dāng)解釋為限制?？墒褂帽绢I(lǐng)域中已知的功能等同的技術(shù)，而不是描述的那些來(lái)實(shí)現(xiàn)它們的各種組件，子系統(tǒng)，操作，功能，或部分。實(shí)施例已描述遠(yuǎn)超過(guò)所需的最小實(shí)現(xiàn)描述的實(shí)施例的許多方面的細(xì)節(jié)和上下文。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能認(rèn)識(shí)到一些實(shí)施例省略了公開的組件或特征，而無(wú)需改變剩余元件之間的基本操作。因此，可以理解的是，公開的大部分細(xì)節(jié)并不需要實(shí)現(xiàn)描述的實(shí)施例的各個(gè)方面。在一定程度上，剩余元件對(duì)于在先技術(shù)，組件和特征是可區(qū)別的，被省略的這些內(nèi)容不限于這里描述的概念。設(shè)計(jì)中的所有變化是由所描述的實(shí)施例的教導(dǎo)所傳遞的非實(shí)質(zhì)性的變化。還應(yīng)當(dāng)理解為，這里描述的實(shí)施例對(duì)其他應(yīng)用具有廣泛的適用性，且并不僅限于所描述實(shí)施例特定的應(yīng)用或行業(yè)。因此，本發(fā)明解釋為包括所有可能的在授權(quán)專利的權(quán)利要求范圍內(nèi)的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括: 用于收集太陽(yáng)能的裝置； 使用所述收集的太陽(yáng)能加熱入口水以產(chǎn)生包含蒸汽和加熱水中至少一種的混合物的裝置； 用于分離所述混合物中的加熱水和相對(duì)低質(zhì)量的蒸汽部分的裝置； 通過(guò)接觸液態(tài)水，再冷凝所述相對(duì)低質(zhì)量的蒸汽以產(chǎn)生溫水的裝置；以及 提供所述溫水作為所述入口水的一部分的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于再冷凝的所述裝置包括一個(gè)水/蒸汽回流容器。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)在預(yù)熱模式下系可操作的。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進(jìn)一步地在操作模式下系可操作的。
5.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述操作模式時(shí)，水/蒸汽回流容器的流入閥門系被關(guān)閉的。
6.一種系統(tǒng),包括: 一個(gè)單一連續(xù)管；和 多個(gè)能追蹤太陽(yáng)的拋物面反光鏡，使得所述單個(gè)連續(xù)管的一個(gè)或多個(gè)部分能被從所述拋物面反光鏡反射到所述單個(gè)連續(xù)管的太陽(yáng)能所照射。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述單一連續(xù)管能夠從所述單一連續(xù)管的入口端傳送水到出口端。
8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述單一連續(xù)管是無(wú)縫的。
9.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述拋物面反光鏡的至少一部分是分段的。
10.一種方法，包括: 通過(guò)塑形，涂層和安裝改變管的單個(gè)部分以組成多個(gè)連續(xù)太陽(yáng)能接收器管。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括平行地操作所述連續(xù)太陽(yáng)能接收器管的至少一部分，并平衡流過(guò)正平行地被操作的所述連續(xù)太陽(yáng)能接收器管的液體流量。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，每個(gè)所述連續(xù)太陽(yáng)能接收器管可以從所述各別的連續(xù)太陽(yáng)能接收器管的一個(gè)各別的入口端輸送水到所述各別的連續(xù)太陽(yáng)能接收器管的一個(gè)各別的出口端。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，通過(guò)多個(gè)獨(dú)立的可移動(dòng)的拋物面反射鏡各別地照射每個(gè)連續(xù)太陽(yáng)能接收器管。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述拋物面反射鏡懸掛在所述連續(xù)太陽(yáng)能接收器管上。
15.—種方法,包括: 通過(guò)端對(duì)端焊接多個(gè)塑料涂層管部分以組成多個(gè)連續(xù)太陽(yáng)能接收器管的每一個(gè)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括平行地操作所述連續(xù)太陽(yáng)能接收器管的至少一部分，并平衡流過(guò)正平行地被操作的所述連續(xù)太陽(yáng)能接收器管的液體流量。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括每個(gè)所述連續(xù)太陽(yáng)能接收器管可以從各別的連續(xù)太陽(yáng)能接收器管的一個(gè)各別的入口端到各別的連續(xù)太陽(yáng)能接收器管的一個(gè)各別的出口端輸送水。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)多個(gè)獨(dú)立的可移動(dòng)的拋物面反射鏡各別地照射每個(gè)連續(xù)太陽(yáng)能接收器管。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括所述拋物面反射鏡懸掛在所述連續(xù)太陽(yáng)能接收器管上。
20.—種系統(tǒng),包括: 多個(gè)太陽(yáng)能接收器管； 多個(gè)能追蹤太陽(yáng)的太陽(yáng)能反光鏡，使得所述太陽(yáng)能接收器管的零個(gè)或多個(gè)部分能被從所述太陽(yáng)能反光鏡反射到所述太陽(yáng)能接收器管所述部分的太陽(yáng)能所照射；和 其中所述太陽(yáng)能接收器管構(gòu)造為能重復(fù)經(jīng)受酸液清洗并能承受所述太陽(yáng)能接收器管道腐蝕的厚度，且具有能使清管器通過(guò)的彎曲半徑。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括能注入和/或抽取一個(gè)或多個(gè)清管器的設(shè)備。
22.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽(yáng)能接收器管和連接管道以及交叉管道連接，所述交叉管道具有與所述太陽(yáng)能接收器管相同的管壁厚度并具有能使清管器通過(guò)的彎曲半徑。
23.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽(yáng)能接收器管和所述太陽(yáng)能反光鏡在至少部分包圍和至少部分透明的結(jié)構(gòu)中；其中所述設(shè)備在所述結(jié)構(gòu)之外。
24.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽(yáng)能接收器管在清管器注入點(diǎn)到清管器抽取點(diǎn)具有一個(gè)連續(xù)的內(nèi)表面。
25.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽(yáng)能接收器管道具有恒定的名義上的內(nèi)徑。
26.—種系統(tǒng),包括: 多個(gè)太陽(yáng)能接收器；和 供給水和蒸汽管集箱組件能選擇性地分離所述太陽(yáng)能接收器零個(gè)或多個(gè)部分，并進(jìn)一步能夠選擇性地將清潔劑導(dǎo)入和恢復(fù)到所述分離部分的至少一部分。
27.如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述部分的至少一個(gè)部分包括整數(shù)個(gè)所述太陽(yáng)能接收器。
28.如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述選擇性的分離是結(jié)合選擇性地指定的遠(yuǎn)離太陽(yáng)的所述太陽(yáng)能接收器反光鏡的零個(gè)或多個(gè)部分。
29.如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述清潔劑包括清洗液和清管器的任何組合。
30.如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽(yáng)能接收器在至少部分包圍和至少部分透明的結(jié)構(gòu)中；且其中組件在所述結(jié)構(gòu)之外。
31.一種系統(tǒng),包括: 用于收集太陽(yáng)能的裝置； 用于在高于常溫時(shí)提供供給水到用于收集太陽(yáng)能所述裝置的裝置； 用于在高溫下維持所述供給水的裝置；以及 用于油田熱能應(yīng)用的裝置，所述熱能來(lái)自所述收集太陽(yáng)能的裝置。
32.如權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其特征在于，在高溫下維持所述供給水的所述裝置包括一個(gè)或多個(gè)備份熱源和一個(gè)或多個(gè)泵。
33.如權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述高于常溫是指足夠高于防止溶解于所述供給水中的雜質(zhì)沉積的溫度。
34.如權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述高溫是指足夠高于防止溶解于所述供給水中的雜質(zhì)沉積的溫度。
35.一種系統(tǒng),包括: 可在收集模式和循環(huán)模式時(shí)操作以收集太陽(yáng)能的裝置； 可選擇性地將相對(duì)非純凈供給水提供給用于收集太陽(yáng)能的所述裝置的裝置； 可選擇性地將相對(duì)純凈供給水提供給用于收集太陽(yáng)能的所述裝置的裝置；以及 其中，在所述收集模式操作時(shí)，用于收集太陽(yáng)能的所述裝置使用所述相對(duì)非純凈的供給水，在所述循環(huán)模式操作時(shí)，使用所述相對(duì)純凈的供給水。
36.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用以收集太陽(yáng)能的所述裝置的所述模式的控制裝置，所述收集太陽(yáng)能裝置的模式控制裝置，當(dāng)收集太陽(yáng)能的所述裝置從所述收集模式轉(zhuǎn)變?yōu)樗鲅h(huán)模式時(shí)，所述模式控制裝置能夠使可選擇性地提供相對(duì)純凈供給水的所述裝置提供所述相對(duì)純凈供給水到收集太陽(yáng)能的所述裝置。
37.如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括所述收集太陽(yáng)能裝置的模式控制裝置，當(dāng)收集太陽(yáng)能裝置從循環(huán)模式轉(zhuǎn)變?yōu)槭占Ｊ綍r(shí)，所述模式控制裝置使所述可選擇性地提供相對(duì)非純凈 供給水裝置提供相對(duì)非純凈供給水到收集太陽(yáng)能裝置。
38.一種系統(tǒng),包括: 一個(gè)包括連續(xù)單一管道一段區(qū)間的太陽(yáng)能接收器，所述區(qū)間具有一個(gè)入口端和一個(gè)出口端； 多個(gè)活動(dòng)構(gòu)件，將所述連續(xù)單一管道懸掛在結(jié)構(gòu)上； 至少一個(gè)固定點(diǎn)(anchor)將所述區(qū)間的一個(gè)端點(diǎn)和結(jié)構(gòu)固定連接，所述區(qū)間的另一端通過(guò)懸掛和所述結(jié)構(gòu)活動(dòng)連接；和 其中所述活動(dòng)構(gòu)件和所述固定點(diǎn)設(shè)置為能夠使所述太陽(yáng)能接收器沿縱向自由膨脹和收縮。
39.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述出口端是所述活動(dòng)連接端。
40.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述入口端是所述活動(dòng)連接端。
41.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置所述活動(dòng)構(gòu)件和所述固定點(diǎn)使所述太陽(yáng)能接收器膨脹和收縮時(shí)仍承受拉力。
42.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置所述活動(dòng)構(gòu)件和所述固定點(diǎn)使所述太陽(yáng)能接收器膨脹和收縮時(shí)避免受壓。
43.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置所述活動(dòng)構(gòu)件和所述固定點(diǎn)使所述太陽(yáng)能接收器膨脹和收縮時(shí)保持近似筆直。
44.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述固定點(diǎn)和所述結(jié)構(gòu)體的圍墻部分固定連接。
45.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述活動(dòng)構(gòu)件和所述結(jié)構(gòu)的上部結(jié)構(gòu)連接。
46.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽(yáng)能接收器至少被所述結(jié)構(gòu)部分包圍，所述結(jié)構(gòu)至少部分透明。
47.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括懸掛在所述太陽(yáng)能接收器上的一個(gè)或多個(gè)聚光反光鏡，所述反光鏡能將太陽(yáng)能反射到所述太陽(yáng)能接收器上。
48.如權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述聚光反光鏡的至少一個(gè)是拋物面型和/或分段的。
49.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽(yáng)能接收器是多個(gè)太陽(yáng)能接收器中的一個(gè)，其中每個(gè)包括連續(xù)單一管的各別接收器部分，至少兩個(gè)所述太陽(yáng)能接收器具有唯一的軸向，且進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)交叉組件，所述交叉組件具有一個(gè)或多個(gè)所述連續(xù)單一管的交叉部分，每個(gè)交叉部分位于兩個(gè)具有唯一軸向的接收器部分之間，所述交叉部分具有一個(gè)或多個(gè)供清管器通過(guò)的彎曲處。
50.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)所述固定點(diǎn)包括所述交叉組件的至少一部分。
51.如權(quán)利要求49所述的系統(tǒng)，其特征在于，交叉組件的其中一個(gè)包括至少兩個(gè)所述固定點(diǎn)的至少一部分。
52.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽(yáng)能接收器是多個(gè)太陽(yáng)能接收器中的一個(gè)，其中每個(gè)包括所述連續(xù)單一管的各別接收器部分，至少兩個(gè)所述太陽(yáng)能接收器具有相同的軸向，且進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)連接件，所述連接件具有一個(gè)或多個(gè)所述連續(xù)單一管的連接部分，每個(gè)連接部分位于兩個(gè)具有相同軸向的所述接收器部分之間，所述連接部分沒(méi)有彎曲處。
53.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其特征在于，在操作溫度時(shí)，設(shè)置所述活動(dòng)構(gòu)件使所述太陽(yáng)能接收器近似水平。
54.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其特征在于，在操作溫度時(shí)，設(shè)置所述活動(dòng)構(gòu)件使所述太陽(yáng)能接收器近似筆直。
55.—種系統(tǒng),包括: 用于收集太陽(yáng)能的裝置； 使用所述收集的太陽(yáng)能加熱入口水以產(chǎn)生蒸汽和加熱水的混合物的裝置； 分離所述混合物中的加熱水和蒸汽的裝置； 從熱水中再獲取熱量產(chǎn)生溫水的裝置；和 供給溫水作為一部分入口水的裝置。
56.如權(quán)利要求55所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述再獲取熱量的裝置包括一個(gè)熱交換器，所述熱交換器能物理上分離入口和出口水蒸氣而使熱量在入口和出口水蒸氣中流動(dòng)。
57.如權(quán)利要求56所述的系統(tǒng)，其特征在于，分別測(cè)量從所述混合物分離的所述熱水和蒸汽的速率，并在一個(gè)系統(tǒng)蒸汽出口處混合所述熱水和蒸汽以匹配目標(biāo)蒸汽的質(zhì)量。
58.如權(quán)利要求55所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述收集太陽(yáng)能的裝置包括一個(gè)線聚光系統(tǒng)。
59.如權(quán)利要求58所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述線聚光系統(tǒng)包括多個(gè)蒸發(fā)器，每個(gè)蒸發(fā)器測(cè)量出口流速，流量控制閥門或泵分別控制以維持每個(gè)蒸發(fā)器在特定目標(biāo)范圍內(nèi)的蒸汽質(zhì)量。
60.如權(quán)利要求59所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述特定目標(biāo)范圍小于100%。
全文摘要
太陽(yáng)能在一個(gè)“直通”式，無(wú)再循環(huán)，嚴(yán)密控制蒸汽質(zhì)量的配置中，以從無(wú)結(jié)垢或污垢的高污染物供給水中產(chǎn)生濕蒸汽。供給水在一系列暴露于聚光太陽(yáng)能下的管中加壓，預(yù)熱和蒸發(fā)，以產(chǎn)生蒸汽和水混合物，來(lái)直接分配到工業(yè)生產(chǎn)程序中，比如，增加型石油開采或脫鹽。根據(jù)太陽(yáng)能和蒸汽產(chǎn)生量的測(cè)量控制水流速，從而監(jiān)控太陽(yáng)能的變化。蒸汽發(fā)生器管系統(tǒng)使用連續(xù)接收器管，該管由能追蹤太陽(yáng)的分段拋物面反光鏡所照射。蒸汽發(fā)生器管道系統(tǒng)的循環(huán)維護(hù)規(guī)定亦被提供。從熱的冷凝液和/或低質(zhì)量蒸汽中重新獲取熱能，且加熱入口水。
文檔編號(hào)F24J2/04GK103221756SQ201180042710
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2011年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月5日
發(fā)明者約翰·塞特爾·奧唐納, 彼得·埃梅里·馮貝赫倫斯, 斯圖爾特·M·海斯勒 申請(qǐng)人:玻點(diǎn)太陽(yáng)能有限公司