[发明专利]一种吸热系统及太阳能热发电系统

说明书

本发明公开了一种吸热系统，其包括：颗粒吸热器；颗粒放料仓，设置于所述颗粒吸热器的上方，用于向所述颗粒吸热器提供固体储热颗粒；所述颗粒放料仓内设置有均流管，所述均流管使得进入所述颗粒吸热器内的固体储热颗粒分散为固体储热颗粒帘幕；高温颗粒储存仓，设置于所述颗粒吸热器的下方，用于存储被所述颗粒吸热器加热的所述固体储热颗粒；换热器，设置于所述高温颗粒储存仓的下方，以将所述固体储热颗粒存储的热量转移至所述换热器中的吸热工质中；低温颗粒储存仓，设置于所述换热器的下方，用于存储自所述换热器中排出的所述固体储热颗粒；颗粒提升装置。

技术领域

本发明属于太阳能热发电技术领域，尤其涉及一种吸热系统及太阳能热发电系统。

背景技术

吸热器是塔式太阳能光热电站的核心设备，其通过吸收定日镜反射的太阳能，加热位于吸热器内部的储热介质，进而将太阳能转化为热能，并进一步利用储热介质存储的能量在换热器中加热水工质产生预设温度的蒸汽，以驱动汽轮机，带动发电机发电。

目前塔式太阳能热发电厂采用的吸热器一般为熔盐吸热器、水工质吸热器、导热油吸热器等，各吸热器对应的储热介质分别为硝酸盐(60％NaNO₃和40％KNO₃)、水和导热油等，这些储热介质的吸热温度相对较低，严重限制了太阳能热发电厂后端的热电效率。

为了提高储热介质的储热温度，研究人员发现采用陶瓷颗粒或砂粒等固体储热颗粒作为储热介质时，其储热温度能够达到1000℃左右，能够极大提高太阳能热发电厂后端的热点效率。为了充分利用固体储热颗粒的储热特性，人们也对应开发出了适合以固体储热颗粒作为储热介质的颗粒吸热器。

现有技术中的颗粒吸热器，具有以下缺陷：

第一、在使用时，颗粒吸热器内的固体储热颗粒在颗粒吸热器的吸热腔内自由下落，由于固体储热颗粒受到重力的加速作用，导致固体储热颗粒下降速度过快，在颗粒吸热器的吸热腔中停留的时间过短，导致吸热时间较短，无法充分吸收太阳能；

第二、吸热腔内的能流密度分布不均，导致固体储热颗粒吸热温度分布不均匀；

第三、吸热腔内固体储热颗粒直接下落吸热的同时，外界环境风速会扰乱下落的固体储热颗粒帘幕，甚至会把腔体内的颗粒吹出吸热器外。

发明内容

本发明提供一种吸热系统，其在颗粒放料仓内设置均流管，以使得进入吸热腔单元内的固体储热颗粒能够分散为固体储热颗粒帘幕，并通过设置多个吸热腔单元并配合固体储热颗粒减速装置，能有效降低颗粒吸热器的吸热腔内的固体储热颗粒的下降速度，进而延长固体储热颗粒在吸热腔内接受光照的时间，使得固体储热颗粒的温度得到提升；另外，本发明通过多个第一连通孔的设置，在颗粒吸热器的吸热腔内形成多层固体储热颗粒帘幕，在颗粒吸热器周围环境风速较大时，能够通过启用或停用一个或多个固体储热颗粒帘幕，减小风速对固体储热颗粒帘幕的扰动，防止固体储热颗粒被风吹至吸热腔之外。

在本发明的第一方面，本发明提供了一种吸热系统，其包括：

颗粒吸热器；

颗粒放料仓，设置于所述颗粒吸热器的上方，用于向所述颗粒吸热器提供固体储热颗粒；所述颗粒放料仓内设置有均流管，所述均流管使得进入所述颗粒吸热器内的固体储热颗粒分散为固体储热颗粒帘幕；

高温颗粒储存仓，设置于所述颗粒吸热器的下方，用于存储被所述颗粒吸热器加热的所述固体储热颗粒；

换热器，设置于所述高温颗粒储存仓的下方，以将所述固体储热颗粒存储的热量转移至所述换热器中的吸热工质中；

低温颗粒储存仓，设置于所述换热器的下方，用于存储自所述换热器中排出的所述固体储热颗粒；