一种发电设施，包括太阳能接收器，太阳能接收器加热固体粒子；立管，立管从太阳能接收器接收固体粒子；加压热交换器，加压热交换器通过与从立管底部流出的热固体粒子直接接触的传热而加热工作流体；以及用于固体粒子从立管底部进入加压热交换器内的流动路径，该流动路径由高度H的热固体粒子柱在立管底部处产生的压力而密封。流动路径可以包括筒仓或缓冲槽以及非机械阀，筒仓或缓冲槽包括压力容器，压力容器连接到立管底部。发电设施还可包括：涡轮，涡轮由从加压热交换器排放的热工作流体驱动；以及，由涡轮驱动的压缩机。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】整合聚光型太阳能发电接收器与加压热交换器的发电设施根据在美国能源部与可持续能源联盟LLC之间的合同号DE-AC36-08G028308，美国政府可能享有本专利技术的某些权利。根据在合同号DE-AC36-08G028308下在可持续能源联盟与 Babcock&Wilcox Power Generat1n Group, Inc.之间的子合同 ZGJ-3-23315-01 发展了本专利技术。
技术介绍
下文涉及发电技术、聚光型太阳能发电技术、加压热交换器技术和相关技术。—种已知的发电技术是聚光型太阳能发电(CSP)，其在设计上包括定日镜场，定日镜将太阳能聚集到(通常塔架安装的)太阳能接收器上。颗粒固体粒子通过太阳能接收器流动并且从聚集的光中吸取能量并且因此被加热。热流动粒子被馈送到流化床锅炉内以生成高压工作流体来驱动发电机涡轮。某些这样的太阳能聚光器以非限制性说明性示例的方式描述于以下文献:在2013年10月3日公开的Ma的美国公开N0.2013/0257056Al (其以全文引用的方式并入到本文中)和在2013年10月3日公开的Ma等人的美国专利N0.2013/0255667 Al (其以全文引用的方式并入到本文中)，以及在2014年4月10日提交的 Maryamchik 等人的美国序列号为 N0.14/250, 160 的 “Concentrated Solar PowerSolids-Based System” (其以全文引用的方式并入到本文中)。
技术实现思路
在本文中公开的某些方面，一种发电设施包括:太阳能接收器，其被配置成加热固体粒子；立管，其从太阳能接收器向下延伸以从太阳能接收器接收固体粒子，立管具有足以支承高度H的热固体粒子柱的高度；加压热交换器，其被配置成在大于大气压力的高压操作以通过从立管底部流出的热固体粒子的传热而加热通过加压热交换器流动的工作流体；以及用于固体粒子从立管的底部进入到加压热交换器的流动路径，流动路径被配置成由高度H的热固体粒子柱在立管底部处产生的压力P而密封。加压热交换器可包括加压流化床热交换器。流动路径可以包括筒仓或缓冲槽，筒仓或缓冲槽包括压力容器，压力容器连接到立管底部。流动路径可以包括非机械阀，非机械阀并不具有移动零件并且通过工作流体流动搅动阀中的固体粒子而操作。发电设施还可包括:涡轮，其与加压热交换器操作性地连接以由从加压热交换器排放的热工作流体而驱动；以及，压缩机，其由涡轮驱动以驱动工作流体通过加压热交换器以限定至少部分地由聚光型太阳能发电或聚光光热(CSP)驱动的热力学循环，聚光型太阳能发电包括在太阳能接收器加热的固体粒子中沉积的热能。在某些实施例中，由涡轮驱动以驱动工作流体通过加压热交换器的压缩机限定至少部分地由CSP驱动的布雷登循环，CSP包括在太阳能接收器加热的固体粒子中沉积的热能。在某些实施例中，由高度H的热固体粒子柱在立管底部产生的压力P至少是5atm。在本文中公开的某些方面，一种方法包括:加热在太阳能接收器中的固体粒子；通过来自太阳能接收器的重力进给而将太阳能接收器排放的热固体粒子形成为高度H的堆叠；将固体粒子从高度H堆叠底部转移到加压热交换器内，其中转移包括由高度H的堆叠重量产生的压力来密封在加压热交换器中的气体压力；以及在加压热交换器中，从固体粒子转移向至少5atm高压的工作流体传热。该方法还可包括使用来自加压热交换器中的固体粒子的传热而加热的工作流体驱动涡轮；以及使用由涡轮驱动的压缩机来循环工作流体通过加压热交换器，由此，限定热力学循环，通过在太阳能接收器中的固体粒子的加热来驱动热力学循环。由从加压热交换器中的固体粒子的传热而加热的工作流体还可以通过燃烧过程而加热，燃烧过程进一步驱动热力学循环。在本文中公开的另外方面，一种基于固体的聚光型太阳能发电系统，包括:太阳能接收器，其被配置成加热粒状固体介质，包括粒状固体粒子；加压热固体储存装置，其被配置成储存由太阳能接收器加热之后的粒状固体介质；加压热交换器，其被配置成从粒状固体介质向气态介质传热；流动路径，其连接成将由太阳能接收器加热的粒状固体介质进给到加压热交换器；压缩机，其连接成将气态介质供应到加压热交换器；输送器，其被配置成在向加压热交换器中的气态介质传热之后将粒状固体介质从加压热交换器运输到太阳能接收器；燃气涡轮，其操作性地连接成由加压热交换器中加热的气态介质驱动；以及，立管，其安置于从太阳能接收器到加压热固体储存装置的粒状固体介质的路径中。立管具有足以保持高度H的粒状固体介质堆叠的高度，高度H足以提供对抗热固体储存装置中压力的密封。在某些实施例中，立管底端至少部分地被加压热固体储存装置包围，并且至少一个流化喷嘴位于加压热固体储存装置中。在某些实施例中，加压热交换器包括塔盘堆叠，每个塔盘支承固体床，塔盘连接成允许粒状固体介质通过塔盘向下流动并且气态介质通过塔盘向上流动。在下文中更特定地描述本公开的这些和其它非限制性方面和/或目的。【附图说明】本专利技术可以呈现各种部件和部件的配置结构，和各种过程操作和过程操作的配置。附图只是出于说明优选实施例的目的并且不应被理解为限制本专利技术。本公开包括以下附图。图1至图3示意性地示出了说明性发电设施实施例。图4至图7示意性地示出了适用于图1至图3中的发电设施中的加压流化热交换器床。【具体实施方式】可以通过参考附图而获得对本文所公开的过程和设备更全面的理解。这些附图仅仅是基于展示现有技术和/或目前发展的方便性和简易性的示意性图示，并且因此并无指示组件或其部件的相对大小和尺寸的意图。尽管为了清楚起见在下文的描述中使用具体术语，这些术语旨在仅参考被选择用于在附图中说明的实施例的特定结构，并且并无限定或限制本公开的范围的意图。在附图和下文的描述中，应了解相似的附图标记指代相似功能的部件。单数形式“一”，“该”，和“所述”包括多个参考物，除非上下文清楚地表示为其它情况。由诸如“大约”和“基本上”的一个或多个术语修饰的值并不限于所规定的精确值。应当指出的是本文所用的这些术语中的许多术语是相对术语。例如，术语“内部”、“外部”、“向内”和“向外”是相对于中心，并且不应被理解为需要该结构的特定取向或位置。术语“水平”和“竖直”用于指示相对于绝对参考(例如地平面)的方向。然而，这些术语不应理解为需要结构绝对平行或绝对垂直于彼此。例如，第一竖直结构和第二竖直结构未必彼此平行。术语“平面”在本文中用于总体上指共同水平，并且应被理解为参考体积，而不是平坦表面。就太阳能接收器、锅炉和/或蒸汽发生器技术的某些术语或原理的解释可能是理解本公开所必需的而言，读者可参考以下文献:Steam/its generat1n and use,第40版，Stultz 和 Kitto 编辑，版权 1992，The Babcock&ffilcox Company,和参考 Steam/itsgenerat1n and use,第 41 版，Kitto 和 Stultz 编辑，版权 2005，The Babcock&ffilcoxCompany,其文本通过参考以全文引用的方式并入到本文中。参考图1，发电设施包括聚光型太阳能发电(CSP)系统，其具有加压流化床热交换器和可本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种发电设施，包括：太阳能接收器，所述太阳能接收器被配置成加热固体粒子；立管，所述立管从所述太阳能接收器向下延伸以从所述太阳能接收器接收固体粒子，所述立管具有足以支承高度H的热固体粒子柱的高度；加压热交换器，所述加压热交换器被配置成在大于大气压力的高压操作以通过从所述立管底部流出的热固体粒子的传热而加热通过所述加压热交换器流动的工作流体；以及用于固体粒子从所述立管的底部进入到所述加压热交换器的流动路径，所述流动路径被配置成由所述高度H的热固体粒子柱在所述立管底部处产生的压力P而密封。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B·B·萨卡德简，T·J·弗林，胡升腾，L·G·维拉兹克兹瓦尔佳斯，M·玛亚切克，
申请(专利权)人：巴布科克和威尔科克斯能量产生集团公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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