[发明专利]一种交替式颗粒吸热器及太阳能发电系统

说明书

本发明公开了一种交替式颗粒吸热器及太阳能发电系统，通过设置动力装置，由动力装置带动第一吸热部和第二吸热部交替在接收太阳能的吸热区域与壳体内的换热区域之间往返，颗粒在换热区域内与第一吸热部或第二吸热部进行换热。将传统腔式颗粒吸热器拆分为两个吸热部交替吸热以及两个吸热部交替与颗粒换热的过程。两个吸热部交替吸热，且与颗粒的换热过程在壳体内，避免了颗粒与外界环境直接接触，热量损失较少，可提高颗粒吸热过程的吸热效率。

技术领域

本发明属于太阳能热发电技术领域，尤其涉及一种交替式颗粒吸热器及太阳能发电系统。

背景技术

太阳能是一种绿色可持续的清洁能源，因而可能成为一种未来理想的主力能源。太阳能热发电由于配套大规模廉价储能技术，因此电力输出平滑稳定可调度，具有广泛的应用前景。

固体颗粒吸储热技术是一种新型太阳能吸储热技术，是第三代塔式光热发电研究的主流技术之一，其主要优势体现在：固体颗粒可以同时满足吸热、传热和储热的需求；颗粒的成本较低；颗粒吸热温度高，可达1000℃；颗粒的存储和输送不需要采用价格高昂的金属材料，降低了设备成本。

根据太阳能加热颗粒的方式，颗粒吸热器可以分为直接加热式和间接加热式。颗粒换热依赖于导热，因此换热效率偏低，导致常规间接加热式吸热器的热效率较低。因此，现有的主流技术是利用太阳能直接加热颗粒。直接加热式吸热器最理想的结构为开口式腔式吸热器，但颗粒流量难以控制，导致吸热后的颗粒温度不均匀，热量散失严重，吸热器效率过低；且颗粒温度越高，颗粒吸热器的效率越低，这大大限制了颗粒储能技术应用于光热发电领域。若采用液态金属或其他高温换热介质先进行吸热，再将热量传递给颗粒的方法是一个解决方案，但其中仍存在换热介质在受热过高时，发生相变，压力抖增，发生爆管。

因此，现有颗粒吸热器存在吸热效率偏低的问题和易发生爆管的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种交替式颗粒吸热器及太阳能发电系统，以解决现有颗粒吸热器吸热效率低的问题。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

本发明的一种交替式颗粒吸热器，包括吸热区域、换热区域、第一吸热部、第二吸热部和动力装置；

所述换热区域外设有壳体，颗粒在所述换热区域内与第一吸热部或第二吸热部传热接触，所述吸热区域设于所述换热区域上方；

所述动力装置的输出端分别与所述第一吸热部、所述第二吸热部相连，用于驱动所述第一吸热部和所述第二吸热部交替往返于吸热区域和所述换热区域之间。

本发明的交替式颗粒吸热器，所述第一吸热部和所述第二吸热部均为环形吸热管组，且所述第一吸热部套设于所述第二吸热部。

本发明的交替式颗粒吸热器，所述环形吸热管组包括若干实心吸热管和若干夹紧单元，所述实心吸热管之间设置有间隙，同一环形吸热管组的各实心吸热管由所述夹紧单元连接在一起。

本发明的交替式颗粒吸热器，所述第一吸热部包括第一吸热侧和第一换热侧，第一换热侧设置在第一吸热部上与第一吸热侧相对的一侧，第一换热侧设有若干间隔且交错排列的第一换热件；

所述第二吸热部包括第二吸热侧和第二换热侧，第二换热侧设置在第二吸热部上与第二吸热侧相对的一侧，第二换热侧设有若干间隔且交错排列的第二换热件。

本发明的交替式颗粒吸热器，还包括颗粒换热器、颗粒输送部；

所述颗粒换热器的输入端与所述壳体的输出端连通；

所述颗粒换热器的输出端与所述颗粒输送部的输入端连通；

所述颗粒输送部的输出端与所述壳体的输入端连通。

本发明的交替式颗粒吸热器，所述颗粒输送部包括提升斗和颗粒喷洒器；