[發明專利]一種顆粒吸熱器及包含其的吸熱系統、太陽能熱發電系統

有效

• 申請號: 201810997143.2
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN110873472B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 譚建平;易富興;宓霄凌;李建華;毛永夫
• 申請（專利權）人: 浙江可勝技術股份有限公司
• 主分類號: F24S60/00
• 分類號: F24S60/00;F24S80/00;F28D20/00;F22B1/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 封喜彥;胡晶

本發明公開了一種顆粒吸熱器及包含其的吸熱系統、太陽能熱發電系統，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的吸熱腔單元組合而成；每個所述吸熱腔單元的頂部設置有至少一個允許固體儲熱顆粒進入該吸熱腔單元內的第一連通孔，每個所述吸熱腔單元的底部設置有允許所述固體儲熱顆粒自該吸熱腔單元內排出的第二連通孔；每個所述吸熱腔單元的側面設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置于任意相鄰的兩個所述吸熱腔單元之間。

技術領域

本發明屬于太陽能熱發電技術領域，尤其涉及一種顆粒吸熱器及包含其的吸熱系統、太陽能熱發電系統。

背景技術

吸熱器是塔式太陽能光熱電站的核心設備，其通過吸收定日鏡反射的太陽能，加熱位于吸熱器內部的儲熱介質，進而將太陽能轉化為熱能，并進一步利用儲熱介質存儲的能量在換熱器中加熱水工質產生預設溫度的蒸汽，以驅動汽輪機，帶動發電機發電。

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

為了提高儲熱介質的儲熱溫度，研究人員發現采用陶瓷顆粒或砂粒等固體儲熱顆粒作為儲熱介質時，其儲熱溫度能夠達到1000℃左右，能夠極大提高太陽能熱發電廠后端的熱點效率。為了充分利用固體儲熱顆粒的儲熱特性，人們也對應開發出了適合以固體儲熱顆粒作為儲熱介質的顆粒吸熱器。

現有技術中的顆粒吸熱器，具有以下缺陷：

第一、在使用時，顆粒吸熱器內的固體儲熱顆粒在顆粒吸熱器的吸熱腔內自由下落，由于固體儲熱顆粒受到重力的加速作用，導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，導致吸熱時間較短，無法充分吸收太陽能；

第二、吸熱腔內的能流密度分布不均，導致固體儲熱顆粒吸熱溫度分布不均勻；

第三、吸熱腔內固體儲熱顆粒直接下落吸熱的同時，外界環境風速會擾亂下落的固體儲熱顆粒簾幕，甚至會把腔體內的顆粒吹出吸熱器外。

發明內容

本發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的固體儲熱顆粒的下降速度，進而延長固體儲熱顆粒在吸熱腔內接受光照的時間，使得固體儲熱顆粒的溫度得到提升；另外，本發明通過多個第一連通孔的設置，在顆粒吸熱器的吸熱腔內形成多層固體儲熱顆粒簾幕，在顆粒吸熱器周圍環境風速較大時，能夠通過啟用或停用一個或多個固體儲熱顆粒簾幕，減小風速對固體儲熱顆粒簾幕的擾動，防止固體儲熱顆粒被風吹至吸熱腔之外。

在本發明的第一方面，本發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的吸熱腔單元組合而成；每個所述吸熱腔單元的頂部設置有至少一個允許固體儲熱顆粒進入該吸熱腔單元內的第一連通孔，每個所述吸熱腔單元的底部設置有允許所述固體儲熱顆粒自該吸熱腔單元內排出的第二連通孔；每個所述吸熱腔單元的側面設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置于任意相鄰的兩個所述吸熱腔單元之間。

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

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

作為本發明所述的顆粒吸熱器的一種改進，所述第一連通孔為狹長的縫隙。