[发明专利]一种颗粒吸热器及太阳能发电系统

说明书

本发明公开了一种颗粒吸热器及太阳能发电系统，通过将换热部设置在壳体内，换热部与壳体之间形成的间隙设置为冷颗粒存储空间，用于存储待换热的冷颗粒；同时设置吸热部用于吸收太阳能，并与换热部传热接触，对换热部内的颗粒进行加热。这种设置方式将冷颗粒储罐和吸热器合为一体，利用冷颗粒存储空间作为冷颗粒存储罐，既省去了冷颗粒存储罐以及冷颗粒缓冲罐，精简了系统结构，节约了系统空间，大幅减少系统成本。

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℃，极大提高了太阳能热发电厂后端的热点效率；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，影响储换热系统性能。现有颗粒吸热器均存在系统复杂、设备占用空间大、吸热效率低等缺点，作为需要建在两百米高的吸热塔塔顶的关键设备，这些缺点会大幅增加系统成本，明显降低系统的可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种颗粒吸热器及太阳能发电系统，以解决现有颗粒吸热器占用空间大、系统复杂的问题。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

本发明的一种颗粒吸热器，包括壳体、吸热部和换热部；

所述吸热部与所述换热部传热接触；

所述换热部设于所述壳体内，并与所述壳体之间形成冷颗粒存储空间。

本发明的颗粒吸热器，所述换热部包括热管和换热腔体；热管与换热腔体之间设置有换热空间；

所述换热腔体包括颗粒分配区和颗粒换热区，所述颗粒分配区设置在壳体临近所述吸热部的一端，所述颗粒换热区一端与所述颗粒分配区连通，另一端与所述壳体外部的颗粒收集器连通；

热管的蒸发端与所述吸热部传热接触，冷凝端设置在所述颗粒换热区内。

本发明的颗粒吸热器，所述换热腔体至少包含两个所述颗粒换热区。

本发明的颗粒吸热器，所述吸热部设置在所述壳体的一侧，所述吸热部为辐射吸收板。

本发明的颗粒吸热器，所述热管内填充有液态金属。所述液态金属的熔点低于换热腔体内颗粒的最低温度，蒸发点高于颗粒换热区内颗粒的温度。

本发明的颗粒吸热器，还包括颗粒流化部，所述颗粒流化部的输入端与所述冷颗粒存储空间连通，所述颗粒流化部的输出端与所述颗粒分配区连通，用于将颗粒流化并输出至所述换热部内。

所述颗粒流化部包括颗粒流化器、空气压缩机；所述空气压缩机的输出端与所述颗粒流化器相连；所述颗粒流化器的输入端与所述冷颗粒存储空间连通，所述颗粒流化器的输出端与所述颗粒分配区的输入端连通。

本发明的颗粒吸热器，还包括旋风分离器和排气管道；

所述旋风分离器的输入端与所述颗粒收集器的连通；

所述旋风分离器还包括用于排出颗粒的第一输出端和用于排出气体的第二输出端；所述第二输出端通过所述排气管道与所述冷颗粒存储空间连通。