[发明专利]一种腔式吸热器及吸储热系统

说明书

本发明公开了一种腔式吸热器及吸储热系统，在腔式吸热器本体的前壁上设置有腔式吸热口，并在前壁的外表面上设置吸热管组，且吸热管组位于腔式吸热口的至少一侧；镜场的太阳能汇集至腔式吸热口处，腔式吸热口内的能流密度较高，太阳能通过腔式吸热口进入腔式吸热器内对颗粒进行加热，从而实现颗粒吸热器的功能；而腔式吸热口周围的能流密度相对较低，但仍可满足吸热温度较低的吸储热介质的能流密度要求，故可由吸热管组对该部分热量进行吸收。采用吸热温度不同的吸储热介质，吸热温度较高的介质匹配SCO₂循环发电，吸热温度较低的介质匹配蒸汽朗肯循环发电。两个循环系统均位于效率较高的温度区间，解决了现有腔式吸热器吸热效率较低的问题。

技术领域

本发明属于太阳能热发电技术领域，尤其涉及一种腔式吸热器及吸储热系统。

背景技术

随着“碳达峰、碳中和”目标的提出，太阳能热发电技术得到了广泛的关注，但是光热发电技术的度电成本限制了其应用和发展。提高电站的发电效率是降低发电成本的重要措施之一。超临界二氧化碳(Supercritical carbon dioxide,SCO₂)布雷顿循环发电系统具有较高的发电效率，得到了学者的广泛关注。相关研究结果表明，对于550℃以下的热源温度，蒸汽朗肯循环的效率高于SCO₂循环；而当热源温度区间位于550℃以上时，SCO₂循环的效率明显高于朗肯循环和其他布雷顿循环。

目前光热电站采用二元熔盐作为吸储热介质，其最高使用温度为565℃，与蒸汽朗肯循环的最优温度区间具有较好的适配性。但为提高发电效率，SCO₂循环是更好的选择，因此需要匹配更高温度的吸储热技术。固体颗粒吸热温度高，价格低廉，能够成为提供SCO₂循环的最优温度区间的热源。

颗粒吸热器是颗粒吸储热技术的核心部件。颗粒吸热的温度较高，而腔式吸热器在高温吸热部分具有更高的吸热效率，但腔式吸热器吸热效率与吸热器开口面积呈反比，但是开口面积又与截断效率呈正比，因此导致腔式吸热器的综合热效率(截断效率与吸热效率的乘积)与传统外接式吸热器相比较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种腔式吸热器及吸储热系统，以解决现有腔式吸热器吸热效率较低的问题。

为解决上述问题，本发明的技术方案为：

本发明的一种腔式吸热器，包括腔式吸热器本体和吸热管组；

所述腔式吸热器本体的前壁设置有腔式吸热口；所述吸热管组设于所述前壁的外表面，且所述吸热管组位于所述腔式吸热口的至少一侧。

本发明的腔式吸热器，所述吸热管组的两端分别设置有热盐集箱和冷盐集箱。

本发明的腔式吸热器，所述吸热管组环绕所述腔式吸热口的中心设置并形成颗粒吸热口，所述颗粒吸热口不大于所述腔式吸热口。

本发明的腔式吸热器，还包括与所述腔式吸热器本体的前壁相对设置的后壁，所述后壁由相互密封连接的吸热管组组成。

本发明的腔式吸热器，还包括与所述腔式吸热器本体的前壁连接的侧壁，至少一个所述侧壁由相互密封连接的吸热管组组成；

所述侧壁连接前壁和后壁，形成腔式吸热器壳体。

本发明的腔式吸热器，所述腔式吸热器本体为自由下落式的腔式吸热器。

本发明的腔式吸热器，所述吸热管组为熔盐吸热管组。

本发明的一种吸储热系统，包括上述任意一项所述的腔式吸热器。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：