各塔式電站采用的吸熱器
美國Babcock & Wilcox公司（巴威：B&W）是核電領域的領先供應商，2008年，B&W獲得一個塔式熱量接收器的設計和制造訂單，其由此開始了塔式吸熱器的研發(fā)。2009年，B&W旗下的B&W工程公司（BWCC）在46米高的集熱塔頂完成安裝了這個由其設計和制造的重約45000kg的外置式接收器。
圖：B&W供應eSolar電站的吸熱器
圖：B&W供應eSolar電站的吸熱器
該項目就是eSolar開發(fā)的5MW的塔式熱發(fā)電示范項目，B&W承擔了其中一個2.5MW模塊的熱量接收器的設計、制造及安裝工作。在該項合約中，eSolar給B&W提出了幾個技術指標，蒸汽流速約3.8kg/s；過熱蒸汽出口壓力6.2Mpa，溫度441攝氏度；吸熱器干重不超過45360kg，實現整裝以降低安裝成本等。B&W滿足了eSolar提出的設計要求。
Pratt & Whitney（普惠：P&W）是美國聯合技術公司UTC的下屬公司，其在光熱發(fā)電領域有多項研究，包括P&W下屬的Rocketdyne（洛克達因公司：主要從事液體燃料火箭發(fā)動機設計研發(fā)）在熔鹽塔式光熱發(fā)電技術方面的研究成果。SolarReserve公司的核心熔鹽塔式技術即源于此，通過全球排他性的30年熔鹽儲熱塔式光熱發(fā)電技術的授權，SolarReserve一舉奠定了其在熔鹽塔式技術領域的領先地位。
P&W在塔式熱量接收器方面有多個項目案例。當前在建的110MW的新月沙丘光熱電站即采用了P&W的接收器。其最早應用于實踐的接收器是在1995年美國能源部主導開發(fā)的熔鹽型Solar Two電站項目中。Solar Two由Solar One改建而成，主要的變化之一就是接收器的改變，由原來的水工質接收器變?yōu)槿埯}接收器。P&W負責了該熔鹽接收器的設計、制造及安裝工作。安裝于Solar Two上的接收器直徑5.1米，高6.2米，為外置式圓柱形接收器。平均輻射量接收能力為0.4MWth/平方米。
美國Riley Power公司是塔式接收器的另外一個供應商，Riley Power是Babcock Power的子公司。2010年9月9日，Ivanpah電站開發(fā)商BrightSource與Riley Power簽訂了該電站的接收器供應合作協議，由其供應3個水工質熱量接收器。目前這三個吸熱器都已經安裝在了Ivanpah電站的三個集熱塔上，這也是目前應用的最大的外置式吸熱器，最大的水工質吸熱器。
美國Victory Energy公司的塔式接收器在實際項目中也有應用。eSolar的5MW示范項目中的另外一個2.5MW的模塊的接收器即由該公司設計制造，這是一款腔式接收器。另外，eSolar在印度與印度ACME公司合作建設的一個2.5MW的塔式示范電站也采用了Victory Energy的接收器，其開發(fā)的這種接收器名為SolarGen接收器，為雙面腔式。
西班牙Sener公司也具有接收器的設計能力，全球首個24小時發(fā)電的光熱電站Gemasolar項目的熔鹽吸熱器就由Sener和西班牙環(huán)境能源技術研究中心(CIEMAT）聯合開發(fā)。其采用的也是外置式結構，外形類似于一個圓柱體。
另外，丹麥Aalborg和法國圣戈班在塔式熱量接收器方面也有研究，并各自有實際項目業(yè)績。西班牙20MW的PS20塔式電站就采用了Aalborg的腔式接收器，DLR在德國Jülich的塔式實驗電站采用了法國圣戈班的腔式接收器。
國內目前建成的兩個塔式電站都采用的國產吸熱器，延慶大漢示范電站的腔式接收器由西安交通大學和東方鍋爐聯合制造；中控德令哈10MW塔式電站采用的為杭州鍋爐集團設計制造的外置式接收器。
各類吸熱器的優(yōu)缺點
理論上，塔式吸熱器分腔式吸熱器、外置式吸熱器、平板式吸熱器、流化床吸熱器等多種類型，但目前主流的已有實際應用的僅腔式吸熱器和外置式吸熱器兩種。上文已經就這兩種吸熱器的實際應用案例進行了概述。總的來說，這兩種吸熱器各有優(yōu)缺點，西北電力設計院工程師趙曉輝對CSPPLAZA記者表示，腔式的熱損較低，外置式的熱損較高，因為腔式吸熱器相對于外置式吸熱器的主要結構差異在于前者的吸熱面位于一個腔體內，因而腔式吸熱器能減小位于高塔之上的吸熱器與外界環(huán)境的對流散熱損失，同時腔式吸熱器能減小吸熱器表面與環(huán)境的輻射換熱損失。另外，如果采用水工質，腔式的水動力環(huán)境較為復雜，安全性較差，外置式的水動力環(huán)境簡單，安全性高。
塔式技術當前正朝著更大裝機、更大規(guī)模的方向發(fā)展，當前正在建設的幾個大型塔式電站如110MW的新月沙丘電站、392MW的Ivanpah電站都采用的是外置式吸熱器。這主要是因為大型電站要布置大面積的鏡場，腔式吸熱器無法做到四面吸熱，相對應的也就無法采用四面鏡場的布置方案，即便采用多腔組合式的吸熱器，仍然無法與外置式吸熱器的吸熱面積相比。為了盡可能地讓定日鏡距離集熱塔的距離近些，需要增加鏡場布置的土地利用率，外置式吸熱器在這方面優(yōu)勢明顯。從上述的塔式項目的實際應用案例中也可以看出，小規(guī)模塔式電站采用腔式吸熱器的較多，大規(guī)模塔式電站基本采用的都是外置式吸熱器。
另外，從工質角度來看，塔式吸熱器也可劃分為水工質接收器、熔鹽工質接收器和空氣吸熱器等其它種類。目前常見的為前兩種，熔鹽工質吸熱器因在熔鹽工作溫度和儲熱方面的優(yōu)勢而成為未來的主流應用方向。中控太陽能技術有限公司李心認為，水工質吸熱器如果只用來產出飽和水蒸汽，技術難度較小，如果同時做蒸發(fā)、過熱及再熱，難度很大。熔鹽工質吸熱器目前的重點和難點是需要做好熔鹽防凍堵的相關工作。
