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在風光熱互補開發的大趨勢下，目前中國光熱發電行業迎來了又新一波發展熱潮，CSPPLAZA據相關信息統計，我國“十四五”期間總裝機超4000MW【詳情可見：總裝機超4GW！我國在建/擬開發光熱發電項目匯總】。

同時，隨著我國塔式(shi)光(guang)熱電(dian)(dian)站實踐記錄的不(bu)斷刷新，塔式(shi)技(ji)術(shu)也(ye)成為目前中國光(guang)熱發(fa)電(dian)(dian)行業部署規模最(zui)大的光(guang)熱發(fa)電(dian)(dian)技(ji)術(shu)路線，市場占(zhan)比最(zui)大，期(qi)待值也(ye)最(zui)高(gao)。

作為(wei)光熱(re)(re)電(dian)(dian)站的(de)關鍵設備之(zhi)一(yi)，吸熱(re)(re)器在整個塔(ta)式光熱(re)(re)電(dian)(dian)站的(de)運行中(zhong)承擔著(zhu)吸收太陽能(neng)的(de)至關重要的(de)作用。它的(de)運行可靠性及(ji)性能(neng)優劣，以及(ji)與聚光系統(tong)和儲(chu)熱(re)(re)系統(tong)的(de)耦合(he)都直接(jie)影響整個電(dian)(dian)站的(de)安全與經(jing)濟(ji)性。

根(gen)據傳熱(re)方式的不同，吸熱(re)器(qi)(qi)可分為外置(zhi)管式吸熱(re)器(qi)(qi)和容積腔式吸熱(re)器(qi)(qi)，如(ru)下(xia)圖所示。

圖：外置(zhi)管(guan)式吸熱器結(jie)構圖

圖(tu)：容積腔式吸(xi)熱器結(jie)構圖(tu)

那么，兩(liang)種(zhong)吸熱器各有何特點(dian)？市場應用現(xian)狀如何？

如上文圖(tu)片顯示，在容積腔式吸熱器(qi)中，管屏布(bu)置在空腔內，但腔體式吸熱器(qi)的(de)(de)窗口(kou)朝向一側，只能接(jie)收一定(ding)范(fan)圍(wei)內的(de)(de)太陽輻射，定(ding)日(ri)鏡場的(de)(de)布(bu)置受到一定(ding)限制。

在外置管(guan)式吸熱器(qi)中其受(shou)熱面呈環形布(bu)置，使管(guan)屏形成一圓筒體，可(ke)以接收來(lai)自塔四周360°范(fan)圍(wei)內的定(ding)日鏡所反射、聚集的太(tai)陽光，有(you)利(li)于(yu)鏡場的布(bu)局設計。

腔(qiang)(qiang)式吸(xi)熱(re)(re)器(qi)相對于外置式吸(xi)熱(re)(re)器(qi)的(de)主(zhu)要結構差異在于前者(zhe)的(de)吸(xi)熱(re)(re)面位(wei)于一個(ge)腔(qiang)(qiang)體內，因而腔(qiang)(qiang)式吸(xi)熱(re)(re)器(qi)能減小位(wei)于高(gao)塔之上的(de)吸(xi)熱(re)(re)器(qi)與(yu)外界環境(jing)的(de)對流散熱(re)(re)損失，同(tong)時腔(qiang)(qiang)式吸(xi)熱(re)(re)器(qi)能減小吸(xi)熱(re)(re)器(qi)表(biao)面與(yu)環境(jing)的(de)輻射換熱(re)(re)損失。

此(ci)外，管(guan)式吸熱(re)器(qi)中吸熱(re)工質(zhi)的(de)(de)溫度(du)要比管(guan)壁(bi)溫度(du)低，吸熱(re)工質(zhi)所能達到的(de)(de)最高溫度(du)受(shou)管(guan)壁(bi)材料(liao)(liao)的(de)(de)限(xian)制。容積(ji)式吸熱(re)器(qi)中，常用多(duo)孔(kong)介質(zhi)材料(liao)(liao)，其具有(you)較大的(de)(de)傳(chuan)熱(re)面積(ji)，所以吸熱(re)工質(zhi)的(de)(de)溫度(du)往(wang)往(wang)能夠達到多(duo)孔(kong)介質(zhi)的(de)(de)溫度(du)，最高可達1200℃。在這方(fang)面，容積(ji)式吸熱(re)器(qi)有(you)著壓(ya)倒性的(de)(de)優勢。

但由于當前塔式(shi)技術路(lu)線正朝(chao)著更大裝機、更大規(gui)模的(de)方向發展，腔式(shi)吸熱(re)(re)器無法(fa)做到四面(mian)(mian)吸熱(re)(re)，相對(dui)應的(de)也就無法(fa)采(cai)用四面(mian)(mian)鏡場的(de)布置(zhi)方案，即便(bian)采(cai)用多腔組合(he)式(shi)的(de)吸熱(re)(re)器，仍然無法(fa)與(yu)外置(zhi)式(shi)吸熱(re)(re)器的(de)吸熱(re)(re)面(mian)(mian)積相比。

為(wei)(wei)了(le)盡(jin)可能地讓定(ding)日鏡距(ju)離(li)集(ji)熱塔(ta)的距(ju)離(li)近些，需(xu)要(yao)增加鏡場布置(zhi)的土地利用率，而(er)外置(zhi)管式(shi)吸熱器在(zai)該方(fang)面具有不可比擬的優勢。因(yin)(yin)此，基(ji)于上述(shu)因(yin)(yin)素、當(dang)前(qian)技術(shu)水平及現實需(xu)要(yao)等因(yin)(yin)素，外置(zhi)管式(shi)吸熱器在(zai)塔(ta)式(shi)技術(shu)路(lu)線中獨占鰲頭，目前(qian)已成為(wei)(wei)應用最(zui)廣泛的吸熱器形式(shi)。

這一發(fa)展趨(qu)勢在國內(nei)國外(wai)市場(chang)都(dou)得到(dao)了實際(ji)項目驗證(zheng)。

相關資(zi)料顯示(shi)西(xi)班牙于(yu)2007年建設了11MW的腔式吸(xi)熱(re)器(qi)(qi)項目(mu)PS10，南(nan)非于(yu)2015年建設了50MW的腔式吸(xi)熱(re)器(qi)(qi)項目(mu)Khi Solar One，但相較于(yu)外(wai)置(zhi)管式吸(xi)熱(re)器(qi)(qi)，采(cai)用腔式吸(xi)熱(re)器(qi)(qi)的光熱(re)項目(mu)滄海(hai)一粟。

圖：西(xi)班牙(ya)PS10塔式光熱項(xiang)目(mu)

我國除了早年間在延慶太陽能測試基地建設的腔式吸熱器實驗項目之外，青海中控德令哈熔鹽塔式5萬千萬光熱發電項目、首航敦煌熔鹽塔式10萬千瓦光熱發電示范項目、中國電建共和熔鹽塔式5萬千瓦光熱發電項目等已建成投運的多個商業化塔式電站均采用外置管式吸熱器。

圖：首航(hang)敦煌塔(ta)式光熱項目(mu)

不論外置管式吸熱器的布局優勢還是容積腔式的高溫優勢，都可以提高光熱電站光-熱-電轉換效率，縮短光熱電站的投資回報周期。對于塔式光熱電站來說，兩者均具有極高的可利用價值，但就當前技術水平而言，只能“魚與熊掌不可兼得”。

隨著(zhu)吸熱(re)介質材(cai)(cai)料如金(jin)屬(shu)顆粒、陶瓷顆粒、液(ye)態金(jin)屬(shu)等(deng)耐高(gao)溫(wen)材(cai)(cai)料的(de)逐(zhu)步成熟，陶瓷泡(pao)沫、金(jin)屬(shu)泡(pao)沫等(deng)新材(cai)(cai)料在(zai)吸熱(re)器結構優化領域的(de)應用(yong)突破，高(gao)溫(wen)吸熱(re)器已經成為支撐塔式太陽能熱(re)發(fa)電向(xiang)高(gao)參數、高(gao)效率發(fa)展的(de)重要技(ji)術支撐。

注：本文由CSPPLAZA綜合相關資料整理而成。