[發明專利]一種交替式顆粒吸熱器及太陽能發電系統

在審

• 申請號: 202110377286.5
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113108486A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 周宇;章曉敏;宓霄凌
• 申請（專利權）人: 浙江高晟光熱發電技術研究院有限公司
• 主分類號: F24S10/95
• 分類號: F24S10/95;F24S70/60;F24S60/00;F24S20/20
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明公開了一種交替式顆粒吸熱器及太陽能發電系統，通過設置動力裝置，由動力裝置帶動第一吸熱部和第二吸熱部交替在接收太陽能的吸熱區域與殼體內的換熱區域之間往返，顆粒在換熱區域內與第一吸熱部或第二吸熱部進行換熱。將傳統腔式顆粒吸熱器拆分為兩個吸熱部交替吸熱以及兩個吸熱部交替與顆粒換熱的過程。兩個吸熱部交替吸熱，且與顆粒的換熱過程在殼體內，避免了顆粒與外界環境直接接觸，熱量損失較少，可提高顆粒吸熱過程的吸熱效率。

技術領域

本發明屬于太陽能熱發電技術領域，尤其涉及一種交替式顆粒吸熱器及太陽能發電系統。

背景技術

太陽能是一種綠色可持續的清潔能源，因而可能成為一種未來理想的主力能源。太陽能熱發電由于配套大規模廉價儲能技術，因此電力輸出平滑穩定可調度，具有廣泛的應用前景。

固體顆粒吸儲熱技術是一種新型太陽能吸儲熱技術，是第三代塔式光熱發電研究的主流技術之一，其主要優勢體現在：固體顆粒可以同時滿足吸熱、傳熱和儲熱的需求；顆粒的成本較低；顆粒吸熱溫度高，可達1000℃；顆粒的存儲和輸送不需要采用價格高昂的金屬材料，降低了設備成本。

根據太陽能加熱顆粒的方式，顆粒吸熱器可以分為直接加熱式和間接加熱式。顆粒換熱依賴于導熱，因此換熱效率偏低，導致常規間接加熱式吸熱器的熱效率較低。因此，現有的主流技術是利用太陽能直接加熱顆粒。直接加熱式吸熱器最理想的結構為開口式腔式吸熱器，但顆粒流量難以控制，導致吸熱后的顆粒溫度不均勻，熱量散失嚴重，吸熱器效率過低；且顆粒溫度越高，顆粒吸熱器的效率越低，這大大限制了顆粒儲能技術應用于光熱發電領域。若采用液態金屬或其他高溫換熱介質先進行吸熱，再將熱量傳遞給顆粒的方法是一個解決方案，但其中仍存在換熱介質在受熱過高時，發生相變，壓力抖增，發生爆管。

因此，現有顆粒吸熱器存在吸熱效率偏低的問題和易發生爆管的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種交替式顆粒吸熱器及太陽能發電系統，以解決現有顆粒吸熱器吸熱效率低的問題。

為解決上述問題，本發明的技術方案為：

本發明的一種交替式顆粒吸熱器，包括吸熱區域、換熱區域、第一吸熱部、第二吸熱部和動力裝置；

所述換熱區域外設有殼體，顆粒在所述換熱區域內與第一吸熱部或第二吸熱部傳熱接觸，所述吸熱區域設于所述換熱區域上方；

所述動力裝置的輸出端分別與所述第一吸熱部、所述第二吸熱部相連，用于驅動所述第一吸熱部和所述第二吸熱部交替往返于吸熱區域和所述換熱區域之間。

本發明的交替式顆粒吸熱器，所述第一吸熱部和所述第二吸熱部均為環形吸熱管組，且所述第一吸熱部套設于所述第二吸熱部。

本發明的交替式顆粒吸熱器，所述環形吸熱管組包括若干實心吸熱管和若干夾緊單元，所述實心吸熱管之間設置有間隙，同一環形吸熱管組的各實心吸熱管由所述夾緊單元連接在一起。

本發明的交替式顆粒吸熱器，所述第一吸熱部包括第一吸熱側和第一換熱側，第一換熱側設置在第一吸熱部上與第一吸熱側相對的一側，第一換熱側設有若干間隔且交錯排列的第一換熱件；

所述第二吸熱部包括第二吸熱側和第二換熱側，第二換熱側設置在第二吸熱部上與第二吸熱側相對的一側，第二換熱側設有若干間隔且交錯排列的第二換熱件。

本發明的交替式顆粒吸熱器，還包括顆粒換熱器、顆粒輸送部；

所述顆粒換熱器的輸入端與所述殼體的輸出端連通；

所述顆粒換熱器的輸出端與所述顆粒輸送部的輸入端連通；

所述顆粒輸送部的輸出端與所述殼體的輸入端連通。

本發明的交替式顆粒吸熱器，所述顆粒輸送部包括提升斗和顆粒噴灑器；