[發(fā)明專利]一種顆粒吸熱器及包含其的吸熱系統(tǒng)、太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810997143.2
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN110873472B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚建平;易富興;宓霄凌;李建華;毛永夫
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江可勝技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: F24S60/00
• 分類號: F24S60/00;F24S80/00;F28D20/00;F22B1/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 封喜彥;胡晶

本發(fā)明公開了一種顆粒吸熱器及包含其的吸熱系統(tǒng)、太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)，所述顆粒吸熱器包括：中空的吸熱腔，所述吸熱腔由至少兩個在高度方向上相互串聯(lián)的吸熱腔單元組合而成；每個所述吸熱腔單元的頂部設(shè)置有至少一個允許固體儲熱顆粒進(jìn)入該吸熱腔單元內(nèi)的第一連通孔，每個所述吸熱腔單元的底部設(shè)置有允許所述固體儲熱顆粒自該吸熱腔單元內(nèi)排出的第二連通孔；每個所述吸熱腔單元的側(cè)面設(shè)置有至少一個光線接收口，以允許太陽光穿過所述光線接收口照射至從所述吸熱腔單元內(nèi)部流過的所述固體儲熱顆粒的表面；并且，所述顆粒吸熱器還包括至少一個固體儲熱顆粒減速裝置，所述固體儲熱顆粒減速裝置設(shè)置于任意相鄰的兩個所述吸熱腔單元之間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽能熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種顆粒吸熱器及包含其的吸熱系統(tǒng)、太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

吸熱器是塔式太陽能光熱電站的核心設(shè)備，其通過吸收定日鏡反射的太陽能，加熱位于吸熱器內(nèi)部的儲熱介質(zhì)，進(jìn)而將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，并進(jìn)一步利用儲熱介質(zhì)存儲的能量在換熱器中加熱水工質(zhì)產(chǎn)生預(yù)設(shè)溫度的蒸汽，以驅(qū)動汽輪機(jī)，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。

目前塔式太陽能熱發(fā)電廠采用的吸熱器一般為熔鹽吸熱器、水工質(zhì)吸熱器、導(dǎo)熱油吸熱器等，各吸熱器對應(yīng)的儲熱介質(zhì)分別為硝酸鹽(60％NaNO₃和40％KNO₃)、水和導(dǎo)熱油等，這些儲熱介質(zhì)的吸熱溫度相對較低，嚴(yán)重限制了太陽能熱發(fā)電廠后端的熱電效率。

為了提高儲熱介質(zhì)的儲熱溫度，研究人員發(fā)現(xiàn)采用陶瓷顆粒或砂粒等固體儲熱顆粒作為儲熱介質(zhì)時，其儲熱溫度能夠達(dá)到1000℃左右，能夠極大提高太陽能熱發(fā)電廠后端的熱點(diǎn)效率。為了充分利用固體儲熱顆粒的儲熱特性，人們也對應(yīng)開發(fā)出了適合以固體儲熱顆粒作為儲熱介質(zhì)的顆粒吸熱器。

現(xiàn)有技術(shù)中的顆粒吸熱器，具有以下缺陷：

第一、在使用時，顆粒吸熱器內(nèi)的固體儲熱顆粒在顆粒吸熱器的吸熱腔內(nèi)自由下落，由于固體儲熱顆粒受到重力的加速作用，導(dǎo)致固體儲熱顆粒下降速度過快，在顆粒吸熱器的吸熱腔中停留的時間過短，導(dǎo)致吸熱時間較短，無法充分吸收太陽能；

第二、吸熱腔內(nèi)的能流密度分布不均，導(dǎo)致固體儲熱顆粒吸熱溫度分布不均勻；

第三、吸熱腔內(nèi)固體儲熱顆粒直接下落吸熱的同時，外界環(huán)境風(fēng)速會擾亂下落的固體儲熱顆粒簾幕，甚至?xí)亚惑w內(nèi)的顆粒吹出吸熱器外。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種顆粒吸熱器，其能有效降低顆粒吸熱器的吸熱腔內(nèi)的固體儲熱顆粒的下降速度，進(jìn)而延長固體儲熱顆粒在吸熱腔內(nèi)接受光照的時間，使得固體儲熱顆粒的溫度得到提升；另外，本發(fā)明通過多個第一連通孔的設(shè)置，在顆粒吸熱器的吸熱腔內(nèi)形成多層固體儲熱顆粒簾幕，在顆粒吸熱器周圍環(huán)境風(fēng)速較大時，能夠通過啟用或停用一個或多個固體儲熱顆粒簾幕，減小風(fēng)速對固體儲熱顆粒簾幕的擾動，防止固體儲熱顆粒被風(fēng)吹至吸熱腔之外。

在本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種顆粒吸熱器，其包括：

中空的吸熱腔，所述吸熱腔由至少兩個在高度方向上相互串聯(lián)的吸熱腔單元組合而成；每個所述吸熱腔單元的頂部設(shè)置有至少一個允許固體儲熱顆粒進(jìn)入該吸熱腔單元內(nèi)的第一連通孔，每個所述吸熱腔單元的底部設(shè)置有允許所述固體儲熱顆粒自該吸熱腔單元內(nèi)排出的第二連通孔；每個所述吸熱腔單元的側(cè)面設(shè)置有至少一個光線接收口，以允許太陽光穿過所述光線接收口照射至從所述吸熱腔單元內(nèi)部流過的所述固體儲熱顆粒的表面；并且，所述顆粒吸熱器還包括至少一個固體儲熱顆粒減速裝置，所述固體儲熱顆粒減速裝置設(shè)置于任意相鄰的兩個所述吸熱腔單元之間。

作為本發(fā)明所述的顆粒吸熱器的一種改進(jìn)，至少一個所述吸熱腔單元的頂部設(shè)置有至少兩個第一連通孔。

作為本發(fā)明所述的顆粒吸熱器的一種改進(jìn)，同一吸熱腔單元頂部的各第一連通孔相互平行且逐漸遠(yuǎn)離所述光線接收口。

作為本發(fā)明所述的顆粒吸熱器的一種改進(jìn)，所述第一連通孔為狹長的縫隙。