CN102016202A - 太阳能接收器和支承塔的竖立方法 - Google Patents

太阳能接收器和支承塔的竖立方法 Download PDF

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Abstract

一种用于竖立太阳能接收器及其支承塔的方法,所述方法包括以下步骤:(a)提供太阳能接收器;(b)以多个支承塔插入段中两个的形式提供支承塔,并且其中所述支承塔插入段的至少一个设计成最终接纳并支承所述太阳能接收器;(c)提供攀升组件,其中所述攀升组件设计成通过在第一支承塔插入段和所述太阳能接收器的底部之间逐渐顶起和安装支承塔插入段而使所述太阳能接收器上升到最终高度;(d)将所述太阳能接收器放置在所述第一支承塔插入段的顶部;以及(e)在所述第一支承塔插入段和所述太阳能接收器的底部之间逐渐顶起和安装一个或多个额外支承塔插入段。

Description

太阳能接收器和支承塔的竖立方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本发明要求2008年5月7日提交的美国临时专利申请61/051,171的优先权,在 此以参见的方式引入其内容,就如同这里完整阐述过那样。
技术领域
[0003] 本发明涉及发电和工业锅炉设计的领域,其包括用于蒸汽生产的锅炉或蒸汽发 生器,所述蒸汽用于发电。尤其地,本发明提供了用于以经济有效的方式竖立太阳能接 收器和支承塔的新的且有用的方法。
背景技术
[0004] 太阳能接收器是太阳能发电系统的主要部件,由此阳光用作用于产生高质量蒸 汽的热源,所述蒸汽用于转动涡轮发电机,并最终发电。接收器永久地放置在高支承塔 的顶部,该支承塔策略性地放置在日光反射装置或镜子的区域中,该日光反射装置或镜 子收集阳光射线并将这些射线反射回接收器中的目标壁(一个或多个)。太阳能接收器支 承塔的高度通过日光反射装置区域布置和该区域中日光反射装置的工作而实现。
[0005] 常规地,太阳能接收器及其支承塔的构造采用重型提升履带起重机将支承塔段 放置在塔基座上,以及将组装的太阳能接收器放置在塔上。由于太阳能接收器的重量, 以及塔高于地面的高度,不可避免地需要提升起重机是非常高规格的。高规格移动式提 升起重机是实用性有限的,高成本的,并且必须在能够承受非常高的施加承压的准备好 的地面上工作。因为其总体尺寸,即使这些重型提升起重机被分类为移动式起重机,它 们在典型的太阳能发电设施中的太阳能接收器位置之间也不容易重新定位。在每个接收 器支承塔的工作位置之间的运输需要重型提升起重机的组装/拆卸/重新组装。
发明内容
[0006] 本发明消除了对于用于竖立太阳能接收器及其相应的支承塔的这些重型提升履 带起重机的需要。
[0007] 本发明提供了太阳能接收器和支承塔的竖立方法,其采用攀升组件,从而通过 逐渐顶起和安装支承塔段而使太阳能接收器上升至其最终高度。
[0008] 因此,本发明的一个方面被描绘成太阳能接收器和支承塔的竖立方法,其包括 以下步骤:在支承塔上提供攀升组件,从而通过逐渐顶起和安装支承塔段而使太阳能接 收器上升至其最终高度,以竖立塔并支承太阳能接收器。
[0009] 本发明的另一个方面被描绘成竖立太阳能接收器及其支承塔的方法,所述方法 包括以下步骤:(a)提供太阳能接收器;(b)以多个支承塔插入段中两个的形式提供支承 塔,并且其中支承塔插入段的至少一个设计成最终接纳并支承太阳能接收器;(C)提供攀 升组件,其中所述攀升组件设计成通过在第一支承塔插入段和太阳能接收器的底部之间 逐渐顶起和安装支承塔插入段而使太阳能接收器上升到最终高度;(d)将太阳能接收器放置在第一支承塔插入段的顶部;以及(e)在第一支承塔插入段和太阳能接收器的底部 之间逐渐顶起和安装一个或多个额外支承塔插入段。
[0010] 本发明的另一个方面被描绘成竖立太阳能接收器及其支承塔的方法,所述方法 包括以下步骤:ω提供太阳能接收器;Gi)提供邻近太阳能接收器固定的单轨;Gii)提 供支承塔,其中所述支承塔包括两个或更多个支承塔插入段并且其中支承塔插入段的至 少一个设计成最终接纳并支承太阳能接收器;Gv)提供液压攀升组件,其中所述液压攀 升组件设计成通过在第一支承塔插入段和太阳能接收器的底部之间逐渐顶起和安装支承 塔插入段而使太阳能接收器上升到最终高度;(V)将太阳能接收器放置在第一支承塔插 入段的顶部;以及(Vi)在第一支承塔插入段和太阳能接收器的底部之间逐渐顶起和安装 支承塔插入段。
[0011] 本发明的另一个方面被描绘成竖立太阳能接收器及其支承塔的方法,所述方法 包括以下步骤:(A)提供太阳能接收器;(B)提供邻近太阳能接收器固定的单轨;(C) 提供支承塔,其中所述支承塔包括两个或更多个支承塔插入段并且其中支承塔插入段的 至少一个设计成最终接纳并支承太阳能接收器;(D)提供液压攀升组件,其中所述液压 攀升组件设计成完全包围支承塔插入段的至少一个,并且其中所述液压攀升组件设计成 通过在第一支承塔插入段和太阳能接收器的底部之间逐渐顶起和安装支承塔插入段而使 太阳能接收器上升到最终高度;(E)将太阳能接收器放置在第一支承塔插入段的顶部; 以及(F)在第一支承塔插入段和太阳能接收器的底部之间逐渐顶起和安装支承塔插入 段。
[0012] 在所有这些方面中,每种这些方法的最后步骤被重复,直到已经安装了希望数 量的支承塔插入段。
[0013] 赋予本发明特征的各种新颖性特征尤其利用附属到本公开并形成本公开一部分 的权利要求中指出。为了更好地理解本发明,其工作优点及通过其使用获得的特别益 处,参考附图和描述主题,其中示出了本发明的优选实施例。
附图说明
[0014] 在附图中:
[0015] 图1是根据本发明的竖立方法的第一步骤的示意图,其中液压起重机用于初始 载重搬运工作;
[0016] 图2是根据本发明的竖立方法的随后步骤的示意图,其中支承塔插入段已经邻 近塔放置;
[0017] 图3是根据本发明的竖立方法的随后步骤的示意图,其在第一攀升程序已经发 生之后;
[0018] 图4是根据本发明的竖立方法的随后步骤的示意图,其在第一攀升程序已经发 生之后,并且其中支承塔插入段准备被提升;
[0019] 图5是根据本发明的竖立方法的随后步骤的示意图,其中支承塔插入段已经被 提升到支承塔的上部;
[0020] 图6是根据本发明的竖立方法的随后步骤的示意图,其中支承塔插入段在被插 入支承塔的上部的过程中;[0021] 图7是根据本发明的竖立方法的随后步骤的示意图,其示出了在第一攀升程序 已经发生之后重新定位的攀升组件;以及
[0022] 图8是根据本发明的竖立方法的随后步骤的示意图,其中第二支承塔插入段在 被插入支承塔的上部的过程中。
具体实施方式
[0023] 总体参照附图,其中在所有若干附图中,相同的附图标记表示相同或功能相似 的元件,尤其参照图2,示出了根据本发明的太阳能接收器和支承塔的竖立方法中所涉及 的设备的示意图。
[0024] 该方法涉及使用攀升组件40来通过逐渐顶起和安装支承塔插入段25而使太阳能 接收器10上升至其最终高度。如图2所示,攀升组件40包括轴环组件42,液压缸44, 以及攀升器机构46,它们全部适配支承塔20的设计。攀升组件40完全包围支承塔20的 框架构件的周边,使得攀升组件40的内尺寸约等于支承塔20的外尺寸。轴环组件42固 定到塔20的四侧位置上的框架构件,并形成基部,该基部支承位于支承塔20相对两侧上 的两个液压缸44。液压缸44在两侧连接到攀升器机构46。攀升器机构46是一种结构 架构,其在四侧包围支承塔20从而在攀升工作期间由支承塔20引导和稳定。当液压缸 44伸长时,攀升器机构46的液压缸侧所在的高度允许通过垂直于液压缸侧的攀升器机构 46侧安装支承塔插入段25。在图中,第一支承塔插入段由25a表示,第二支承塔插入段 由25b表示,第三支承塔插入段由25c表示,等等。尽管图中没示出,每个支承塔插入 段25还具有厂制的楼梯和梯台以提供在支承塔20高度上的容易通路。太阳能接收器10 的载重在攀升器机构46的缸侧承担,传递到液压缸44,并且由轴环组件42承受,直到安 装接下来的支承塔插入段25。液压缸44由放置在紧邻缸44的支承塔20中的平台上的液 压控制单元48供能。
[0025] 在下面的段落中陈述了且图1至8描述了使用攀升组件40的竖立方法。
[0026] 如图1所示,其为根据本发明的竖立方法的第一步骤的示意图,其中液压起重 机50在建造开始时用于初始载重搬运工作。相比于需要在完整支承塔20的顶部上放置 太阳能接收器10的重型提升起重机,液压起重机50在尺寸和规格上小得多,更有效,成 本更低并且实用且方便得多。
[0027] 如图2所示,其为根据本发明的竖立方法的随后步骤的示意图,其中支承塔插 入段25a已经邻近塔20放置。在适合的塔基座30完成之后以及接收到已经得到了基座混 凝土的28天压缩强度的确认之后,太阳能接收器支承塔20的安装经由此处所述的方法开 始。经由使用液压起重机50,基部塔段27在基座30上被竖立,弄平,对齐并垂直。基 部塔段27通过将基部连接件拧紧到嵌入形成基座30的混凝土的锚杆而固定在最终位置。 接下来,在基部塔段27上安装攀升组件40。
[0028] 基部塔段27的高度不限于任一特殊高度。而是,基部塔段27设计成具有接纳 攀升器机构46、轴环组件42和液压缸44缩回长度的组合长度所需的高度。
[0029] 当塔基座30被建造和基部塔段27被安装时,太阳能接收器10的各个运送部件 能够在地面上组装成完整单元,其在基部塔段27竖立之后上升到最终位置。如果太阳能 接收器10已经为如从制造厂输送的大致完整单元,则在基部塔段27竖立之后,太阳能接收器10能够被提升到基部塔段27的顶部上的位置。
[0030] 单轨60结合到支承框架中,有利地在太阳能接收器10的基部邻近太阳能接收 器10固定,并且悬臂伸出约支承塔20平面尺寸一半的距离。这种布置允许支承塔插入 段25a、25b、25c等被提升至就位的塔20的紧邻外侧的高度。在一个实施例中,单轨60 尺寸设计成提供等于基部塔段27上支承塔插入段25的索具重量的提升能力。为单轨60 所提供的起重机构由基部安装的双桶瀑布式起重机62供能,该起重机62在太阳能接收器 支承塔20基部附近固定到增强混凝土基座厚板64上。载重线66在从起重机到安装在塔 20基部的引导滑轮的距离上延伸,并在塔20外侧按路径上升到附接到单轨60端部的滑轮 70,并且最终沿单轨60的路径前进从而装配到在单轨60上工作的载重滑车72和载重滑 轮组74。这些载重线66用于提升和/或降低载重并使载重滑车沿单轨60的长度定位。
[0031] 现在参照图3、4、5、6和7。一旦完成了基部塔段27和攀升组件40的安装, 且具有单轨60的太阳能接收器10就位,第一攀升程序就开始。通过将轴环组件42固定 到基部塔段27,以及攀升器机构46固定到太阳能接收器10,液压缸44伸长到允许接下 来的支承塔插入段25安装所需的长度。在图3中,支承塔插入段25a放置在邻近就位的 基部塔段27的地面上,并在单轨60上的起重钩下方。在图4中,起重钩附接到支承塔插 入段25a,并且段25a被提升至刚好在就位的基部塔段27部分以上的高度。在图5中, 一旦在希望的高度,支承塔插入段25a就用滑车运送到就位的基部塔段27上的位置。在 图6中,接下来,基部塔段27和支承塔插入段25a上的配合表面相接触并稳固连接。轴 环组件42与塔框架断开连接,并被提升到当液压缸44缩回时的其接下来的上部固定点。 在图7中,在液压缸44的缩回位置,轴环组件42再次附接到支承塔框架,并且第一攀升 程序完成。
[0032] 第二攀升程序重复第一攀升程序,如此进行所有剩余程序,直到所有支承塔插 入段25b、25c等就位并且太阳能接收器10位于其最终高度,见图8。
[0033] 一旦太阳能接收器10附接到最高支承塔插入段25以及完成支承塔20竖立,攀 升组件40通过逆转攀升工作的程序而回到地面。攀升器机构46固定到支承塔20并从太 阳能接收器10脱离。轴环组件42从支承塔20的框架脱离并从液压缸44悬挂。液压缸 44伸长并将轴环组件42降低到其接下来的下部固定点。轴环组件42重新附接到支承塔 20的框架并且攀升器机构46从支承塔20脱离。液压缸44缩回并将攀升器机构46降低 到其与支承塔框架的接下来的下部固定点。攀升器机构46重新固定,轴环组件42脱离, 并且接下来的降低程序以类似方式进行。降低程序继续,直到攀升组件40达到支承塔20 上的其最低位置。在该最低位置,攀升组件40经由使用液压起重机50拆卸。
[0034] 结合太阳能接收器10和支承塔20的组装和/或竖立,供水和高压蒸汽管道(未 示出)适当地按路径沿支承塔20上升(例如,在支承塔20的一侧或多个侧上)。在一个 实施例中,管道经由使用单轨60和起重机构而建造。
[0035] 在一个实施例中,单轨60能够在留在位置上。或者,单轨60能够被移除。起 重机构(包括在同一平面上的起重机62,引导滑轮68、70,载重滑车72和载重滑轮组 74)按照所有者的自由选择而能够留在或不留在位置上。
[0036] 本发明的优点很多,包括:
[0037] 1.本发明提供了一种太阳能接收器和支承塔竖立的安全、经济、有效且实用的
7直ο
[0038] 2.本发明提供了一种独立于特定点约束和限制的太阳能接收器和支承塔竖立的
直ο
[0039] 3.本发明消除了对于用于太阳能接收器和支承塔竖立的高规格、高成本、可用 性有限的重型提升起重机的需要。
[0040] 4.本发明消除了对于用于太阳能接收器和支承塔竖立的重型提升起重机放置的 工程设计地面改进的需要。
[0041] 5.本发明使用太阳能接收器和支承塔的现有永久性构造作为太阳能接收器和支 承塔的竖立装置,并且最小化对于任意临时安装的需要。
[0042] 6.本发明经由攀升组件提供了一种太阳能接收器和支承塔竖立的装置,该攀升 组件以最小数量的运载可被容易地用货车运输到任意地点。
[0043] 7.本发明提供了一种装置,其完成了太阳能接收器和支承塔的竖立,由此在地 面高度或其附近进行严格的装索具、搬运和焊接工作。
[0044] 8.本发明提供了一种集成装置,其用于安装严格的供水和高压蒸汽管道。
[0045] 9.本发明提供了一种为了任何可能的未来维护工作而容易地降低和/或提升太阳 能接收器的装置。
[0046] 10.利用对于攀升组件的一些改装以适应支承塔的截面尺寸,本发明提供了一种 高度不限定的太阳能接收器和支承塔的竖立的装置。
[0047] 11.本发明提供了 “环保益处”。例如,为了得到在加利福尼亚州建造的许可, 必须递交重型设备清单以评估污染物排放。消除了对于重型提升履带起重机的需要减少 了建造污染物排放并提高了对于这方面的良好工程设计评估的前景。
[0048] 因此将容易地认识到,本发明克服了以需求昂贵的常规竖立技术竖立太阳能接 收器及其支承塔的困难并减小了其所需的成本和时间。
[0049] 尽管本发明的原理可尤其应用于新的太阳能接收器设施,但将认识到本发明可 应用于涉及更换、修理或修改现有太阳能接收器的构造。在本发明的一些实施例中,本 发明的某些特征有时候可用于使其具有优点而不对应地使用其他特征。因此,尽管本发 明的具体实施例已经详细地示出和描述以说明本发明的应用和原理,将理解到这不意味 着本发明受限于此,而应理解为本发明可以其他方式实施而不脱离这种原理。所有这种 变化和实施例恰当地落入下列权利要求的范围内。

Claims (20)

1. 一种用于竖立太阳能接收器及其支承塔的方法,所述方法包括以下步骤:(a)提供太阳能接收器;(b)以多个支承塔插入段中两个的形式提供支承塔,并且其中所述支承塔插入段的至 少一个设计成最终接纳并支承所述太阳能接收器;(c)提供攀升组件,其中所述攀升组件设计成通过在第一支承塔插入段和所述太阳 能接收器的底部之间逐渐顶起和安装支承塔插入段而使所述太阳能接收器上升到最终高 度;(d)将所述太阳能接收器放置在所述第一支承塔插入段的顶部;以及(e)在所述第一支承塔插入段和所述太阳能接收器的底部之间逐渐顶起和安装一个或 多个额外支承塔插入段。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述太阳能接收器在被放置在所述第一支 承塔插入段的顶部上之前被完全地组装。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述太阳能接收器为所述第一支承塔插入 段的顶部上的组装零件。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述攀升组件设计成完全包围所述支承塔 插入段的至少一个。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述攀升组件由格子结构构成,所述格子 结构设计成允许至少一个支承塔插入段进入其内部。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述攀升组件为液压工作的攀升组件。
7.如权利要求1所述的方法,还包括以下步骤:提供邻近所述太阳能接收器固定的 单轨,所述单轨设计成允许在所述太阳能接收器的基部和所述第一支承塔插入段之间安 装一个或多个额外支承塔插入段。
8.如权利要求1所述的方法,还包括重复步骤(e),直到已经安装了希望数量的支承 塔插入段。
9. 一种用于竖立太阳能接收器及其支承塔的方法,所述方法包括以下步骤:ω提供太阳能接收器;(ϋ)提供所述邻近太阳能接收器固定的单轨;(ίϋ)提供支承塔,其中所述支承塔包括两个或更多个支承塔插入段,并且其中所述 支承塔插入段的至少一个设计成最终接纳并支承所述太阳能接收器;(iv)提供液压攀升组件,其中所述液压攀升组件设计成通过在第一支承塔插入段和 所述太阳能接收器的底部之间逐渐顶起和安装支承塔插入段而使所述太阳能接收器上升 到最终高度;(ν)将所述太阳能接收器放置在所述第一支承塔插入段的顶部;以及(Vi)在所述第一支承塔插入段和所述太阳能接收器的底部之间逐渐顶起和安装支承 塔插入段。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述太阳能接收器在被放置在所述第一 支承塔插入段的顶部上之前被完全地组装。
11.如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述太阳能接收器为所述第一支承塔插 入段的顶部上的组装零件。
12.如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述攀升组件设计成完全包围所述支承 塔插入段的至少一个。
13.如权利要求12所述的方法,其特征在于,所述攀升组件由格子结构构成,所述格 子结构设计成允许至少一个支承塔插入段进入其内部。
14.如权利要求9所述的方法,还包括重复步骤(vi),直到已经安装了希望数量的支 承塔插入段。
15. 一种用于竖立太阳能接收器及其支承塔的方法,所述方法包括以下步骤:(A)提供太阳能接收器;(B)提供邻近所述太阳能接收器固定的单轨;(C)提供支承塔,其中所述支承塔包括两个或更多个支承塔插入段,并且其中所述 支承塔插入段的至少一个设计成最终接纳并支承所述太阳能接收器;(D)提供液压攀升组件,其中所述液压攀升组件设计成完全包围所述支承塔插入段 的至少一个,并且其中所述液压攀升组件设计成通过在第一支承塔插入段和所述太阳能 接收器的底部之间逐渐顶起和安装支承塔插入段而使所述太阳能接收器上升到最终高 度;(E)将所述太阳能接收器放置在所述第一支承塔插入段的顶部;以及(F)在第一支承塔插入段和所述太阳能接收器的底部之间逐渐顶起和安装支承塔插入段。
16.如权利要求15所述的方法,其特征在于,所述太阳能接收器在被放置在所述第一 支承塔插入段的顶部上之前被完全地组装。
17.如权利要求15所述的方法,其特征在于,所述太阳能接收器为所述第一支承塔插 入段的顶部上的组装零件。
18.如权利要求15所述的方法,其特征在于,所述攀升组件由格子结构构成,所述格 子结构设计成允许至少一个支承塔插入段进入其内部。
19.如权利要求15所述的方法,还包括重复步骤(F),直到已经安装了希望数量的支 承塔插入段。
20.—种用于太阳能接收器和支承塔的竖立方法,包括以下步骤:在所述支承塔上 提供攀升组件,以通过逐渐顶起和安装支承塔段而使所述太阳能接收器上升至其最终高 度,从而竖立所述塔并支承所述太阳能接收器。
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