[發(fā)明專利]一種外接式顆粒吸熱器及太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110352883.2
• 申請(qǐng)日: 2021-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN112728776B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞明鋒;章曉敏;宓霄凌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江高晟光熱發(fā)電技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): F24S10/30
• 分類號(hào): F24S10/30;F24S10/95;F24S70/60;F24S80/20;F03G6/06
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發(fā)明公開了一種外接式顆粒吸熱器及太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，設(shè)置一內(nèi)部設(shè)有顆粒通道和工質(zhì)通道的顆粒換熱器，同時(shí)設(shè)置一吸熱管組與工質(zhì)通道的兩端連通形成循環(huán)管路，工質(zhì)通道與顆粒通道傳熱接觸，由吸熱管組內(nèi)的相變工質(zhì)吸熱并蒸發(fā)為氣態(tài)的相變工質(zhì)后，進(jìn)入工質(zhì)通道與顆粒通道內(nèi)的冷顆粒進(jìn)行換熱并冷凝為液態(tài)的相變工質(zhì)流回吸熱管組。而被加熱的熱顆粒則可由顆粒通道的輸出端輸出至下一外部設(shè)備。通過(guò)設(shè)置液相相變工質(zhì)為中間換熱介質(zhì)，蒸發(fā)后將熱量傳遞給顆粒并使得顆粒升至所需的溫度，具備較高的效率，解決了現(xiàn)有顆粒吸熱器吸熱效率低的問(wèn)題。同時(shí)，顆粒技術(shù)價(jià)格低廉且有更高的吸熱溫度，在吸熱效率相同的情況下，可大幅降低光熱電站度電成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種外接式顆粒吸熱器及太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能是一種綠色可持續(xù)的清潔能源，因而可能成為一種未來(lái)理想的主力能源。太陽(yáng)能熱發(fā)電由于配套大規(guī)模廉價(jià)儲(chǔ)能技術(shù)，因此電力輸出平滑穩(wěn)定可調(diào)度，具有廣泛的應(yīng)用前景。

固體顆粒吸儲(chǔ)熱技術(shù)是一種新型太陽(yáng)能吸儲(chǔ)熱技術(shù)，是第三代塔式光熱發(fā)電研究的主流技術(shù)之一，其主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：固體顆粒可以同時(shí)滿足吸熱、傳熱和儲(chǔ)熱的需求；顆粒的成本較低；顆粒吸熱溫度高，可達(dá)1000℃；顆粒的存儲(chǔ)和輸送不需要采用價(jià)格高昂的金屬材料，降低了設(shè)備成本。

根據(jù)太陽(yáng)能加熱顆粒的方式，顆粒吸熱器可以分為直接加熱式和間接加熱式。顆粒換熱依賴于導(dǎo)熱，因此換熱效率偏低，導(dǎo)致間接加熱式吸熱器的熱效率較低。因此，現(xiàn)有的主流技術(shù)是利用太陽(yáng)能直接加熱顆粒。直接加熱式吸熱器最理想的結(jié)構(gòu)為腔式吸熱器，但顆粒流量難以控制，導(dǎo)致吸熱后的顆粒溫度不均勻，影響儲(chǔ)換熱系統(tǒng)使用。另外，腔式吸熱器在吸熱效率方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，但鏡場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大后截?cái)嘈蚀蠓档停瑢?dǎo)致綜合熱效率反而不存在優(yōu)勢(shì)。因此，腔式吸熱器適用的電站規(guī)模通常較小。

目前熔鹽吸熱器普遍采用外接式吸熱器。相比于腔式吸熱器，外接式吸熱器綜合熱效率受鏡場(chǎng)規(guī)模的影響較小，適用于更大裝機(jī)規(guī)模光熱電站，單位規(guī)模的投資成本也較低。另外外接式吸熱器也更有利于圓鏡場(chǎng)布置，提高了土地利用率。

現(xiàn)有的腔式吸熱器吸熱效率在50%~85%之間，截?cái)嘈手挥?0%左右，綜合熱效率約為40%~68%。

綜上所述，顆粒吸儲(chǔ)熱技術(shù)雖然具有巨大的應(yīng)用前景，但需要重點(diǎn)解決顆粒綜合熱效率偏低，顆粒吸熱溫度的穩(wěn)定控制及大規(guī)模電站應(yīng)用等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種外接式顆粒吸熱器及太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有顆粒吸熱器吸熱效率低的問(wèn)題。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一種外接式顆粒吸熱器，包括顆粒換熱器和吸熱管組；

所述顆粒換熱器內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)顆粒通道和至少一個(gè)工質(zhì)通道，且所述工質(zhì)通道與所述顆粒通道傳熱接觸；

所述吸熱管組內(nèi)填充有相變工質(zhì)，所述相變工質(zhì)的蒸發(fā)溫度高于所述顆粒換熱器內(nèi)流通的顆粒的溫度；

所述吸熱管組的輸出端與所述工質(zhì)通道的輸入端連通；所述吸熱管組的輸入端與所述工質(zhì)通道的輸出端連通。

本發(fā)明的外接式顆粒吸熱器，還包括第一匯集部、第二匯集部；

所述第一匯集部設(shè)于所述顆粒換熱器的一端，所述第一匯集部的輸入端與吸熱管組的輸出端連通，所述第一匯集部的輸出端與所述工質(zhì)通道的輸入端連通；所述第二匯集部設(shè)于所述顆粒換熱器的另一端，所述第二匯集部的輸入端與所述工質(zhì)通道的輸出端連通，所述第二匯集部輸出端與吸熱管組的輸入端連通。

本發(fā)明的外接式顆粒吸熱器，所述第一匯集部包括第一匯集箱和至少一個(gè)氣相工質(zhì)連通管；