[发明专利]一种高效颗粒储热综合利用系统及方法

说明书

本发明公开了一种高效颗粒储热综合利用系统及方法，太阳能集热吸热装置、颗粒辐射换热器、中温颗粒换热器、低温颗粒换热器、高压电极换热器和太阳能集热吸热装置的颗粒入、出口依次串接，高压电极换热器的进口管路和出口管路上连接有与高压电极换热器并联的第一控制阀，高压电极换热器的进口设有第二控制阀；送风机的出口与颗粒辐射换热器的空气入口连接；高压透平的蒸汽入口和出口分别与颗粒辐射换热器的出水口以及中温颗粒换热器的进水口连接，中温颗粒换热器的出水口与低压透平的蒸汽出口连接，低压透平的蒸汽出口与颗粒辐射换热器的进水口连接。本发明能够满足太阳能高效颗粒储热发电的要求。

技术领域

本发明属于新能源物理储热发电领域，涉及一种高效颗粒储热综合利用系统及方法。

背景技术

能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越明显。在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。

众所周知，太阳能是一种可持续利用的清洁能源，当前世界面临人口、资源、环境的挑战，在寻求人类社会可持续发展的进程中，太阳能利用日益为世界各国所重视，太阳能作为一种高效、无污染的可再生资源，目前已逐渐被各行各业所利用。这对缓解我国能源紧张状况，减少环境污染，同时提高人们的生活水平，具有非常重要的意义。地球以173×105瓦的功率接收来自太阳的辐射能，全球每年得到的太阳能相当于68万亿吨石油，其开发和利用有着极大的潜力。

为应对全球气候变化，实现“3060”碳达峰和碳中和目标，电力必须大力发展新能源发电技术。而太阳能光热发电就是一种新能源发电新型技术，它是利用太阳能光热将介质加热，介质进入透平电动发电机发电。目前常用的介质为水、熔盐、CO₂、微细颗粒，水、熔盐、CO₂研究甚多，已经达到示范阶段；而颗粒作为介质的太阳能发电研究甚少，且颗粒储热温度高，储热密度比熔盐提高12％左右，整个流动过程中无需伴热，不会凝固，是一种优良的太阳能储热介质。因此如何把微细颗粒作为热介质应用于太阳能发电是本领域技术人员亟待解决的技术问题。发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种高效颗粒储热综合利用系统及方法，该系统及方法能够满足太阳能高效颗粒储热发电的要求。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高效颗粒储热综合利用系统，包括颗粒辐射换热器、中温颗粒换热器、低温颗粒换热器、高压电极换热器、太阳能集热吸热装置、送风机、高压透平和低压透平；

太阳能集热吸热装置的颗粒出口与颗粒辐射换热器的入口连接，颗粒辐射换热器的颗粒出口与中温颗粒换热器的颗粒入口连接，中温颗粒换热器的颗粒出口与低温颗粒换热器的颗粒入口连接，低温颗粒换热器的颗粒出口与高压电极换热器的颗粒入口连接，高压电极换热器的颗粒出口与太阳能集热吸热装置的颗粒入口连接，高压电极换热器的进口管路和出口管路上连接有与高压电极换热器并联的第一控制阀，高压电极换热器的进口设有第二控制阀；

送风机的出口与颗粒辐射换热器的空气入口连接，送风机用于驱动颗粒辐射换热器内的颗粒流动；

高压透平的蒸汽入口与颗粒辐射换热器的出水口连接，高压透平的蒸汽出口与中温颗粒换热器的进水口连接，中温颗粒换热器的出水口与低压透平的蒸汽出口连接，低压透平的蒸汽出口与颗粒辐射换热器的进水口连接。

优选的，本发明高效颗粒储热综合利用系统还包括热用户，低压透平的蒸汽出口与热用户的用水进口连接，热用户的出水口连接有水循环泵，水循环泵的出水口与连接颗粒辐射换热器的进水口连接。