一种太阳能聚能塔能源热交换系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种太阳能聚能塔能源热交换系统，包括集热器、储热器、高温固体颗粒板式热交换器、斗提机、定日镜、聚能塔架、涡轮机、发电机。集热器连接在斗提机和储热器之间；储热器连接在高温固体颗粒板式热交换器上方；高温固体颗粒板式热交换器连接在斗提机进料口上方；斗提机固定在聚能塔架上；定日镜以集热器正下方地面为中心从内向外呈环形布置，定日镜镜架固定于地面上，镜面与太阳光、集热器呈45

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能聚能塔能源热交换系统


[0001]本技术涉及一种太阳能热发电换热技术，具体为一种太阳能聚能塔能源热交换系统。

技术介绍

[0002]在地球环境污染和能源形势日趋严峻的今天，太阳能作为一种新型的绿色可再生能源，具有储量大、经济、清洁环保等优点，越来越受到人们的重视，太阳能发电技术的应用更是目前关注的焦点；按太阳能采集方式不同，太阳能热发电主要分为塔式、槽式、碟式、线性菲涅尔式四种，其中槽式聚光器的几何聚光比低以及集热温度不高，使得抛物槽式太阳能光热发电系统中动力子系统的热转功效率偏低，通常在35％左右。因此，单纯的抛物槽式太阳能光热发电系统在进一步提高热效率、降低发电成本方面的难度较大；线性菲涅尔式太阳能热发电系统效率不高；碟式太阳能热发电系统单机规模受到限制，造价昂贵。与另外三种光热发电方式相比，塔式太阳能热发电系统具有聚光比高、集热温度高、热传递路程短、热损耗少、系统综合效率高等特点，可实现高精度、大容量、连续发电，是大型太阳能发电中前景最好的，也是最为理想的发电方式，但是目前塔式太阳能热发电系统利用聚光太阳能集热器将太阳辐射能收集起来，加热水或通过其他传热介质加热水，使之产生蒸汽，驱动动力发动机，再带动发电机进行发电，因此传统的塔式太阳能热发电系统具有成本高、储热能力弱、设备易腐蚀、换热效率低、维护困难等缺点，故而提出一种太阳能聚能塔能源热交换系统来解决上述问题。

技术实现思路

[0003]为了解决现有技术中塔式太阳能热发电系统成本高、储热能力弱、设备易腐蚀、换热效率低、维护困难等问题，本技术提供一种太阳能聚能塔能源热交换系统，此工艺通过引入固体载热剂沙或陶瓷支撑剂作为能量存储介质以及高温固体颗粒热交换器作为高温固体载热剂与流体介质超临界二氧化碳热交换设备，由于采用高温固体颗粒作为能量存储介质，可以大量用来进行存储太阳能，可以显著提高储热能力和降低成本；高温固体颗粒与流体介质通过高温固体颗粒热交换器间接换热，有效降低设备腐蚀，提高设备寿命；所用高温固体颗粒热交换器传热面积大，换热效率高，维护方便，可显著降低塔式太阳能热发电系统的塔承重，减小设备重量和体积。
[0004]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能聚能塔能源热交换系统，包括集热器、储热器、高温固体颗粒板式热交换器、斗提机、定日镜、聚能塔架、涡轮机、发电机。
[0005]上述的太阳能聚能塔能源热交换系统，所述集热器上设置有集热器进料口和集热器出料口；所述集热器进料口与斗提机出料口连接；所述集热器出料口与储热器进料口连接；所述储热器上设置有储热器进料口和储热器出料口；所述储热器出料口与进料仓进料口连接；所述高温固体颗粒板式热交换器连接在斗提机进料口上方；所述高温固体颗粒板
式热交换器上设置有进料仓、换热板组、下料器、旋转阀；所述进料仓上部与储热器连接，下部与换热板组连接；所述换热板组设置有超临界二氧化碳进口总管、超临界二氧化碳出口总管、传热板；所述换热板组上部与进料仓连接，下部与下料器连接；所述下料器上设置有下料器出料口，所述下料器出料口与旋转阀连接，所述旋转阀与斗提机进料口连接，通过旋转阀控制出料；所述斗提机与集热器进料口和旋转阀连接，实现固体载热剂的输送；所述定日镜是指由一系列定日镜以集热器正下方地面为中心从内向外呈环形布置，定日镜镜架固定于地面上，镜面与太阳光、集热器呈45
°
角，大量镜面通过特定角度将太阳光聚集到装在聚能塔架上的集热器上；所述聚能塔架对所有部件起到支撑固定作用；所述涡轮机与超临界二氧化碳出口总管连接，通过高温高压的超临界二氧化碳驱动将热能转化为机械能；所述发电机与涡轮机相连，由涡轮机驱动发电，将机械能转化为电能。
[0006]本技术的有益效果是，本技术一种太阳能聚能塔能源热交换系统采用固体载热剂沙或陶瓷支撑剂作为能量存储介质技术，储热能力强，价格便宜，可以显著提高储热能力和降低成本，并且使发电连续，基本不受气候变化影响；采用高温固体颗粒热交换器作为高温固体载热剂与流体介质超临界二氧化碳热交换设备，可有效减少设备腐蚀，提高设备寿命，增加换热面积，提高热交换效率，从而减小设备体积和重量，减轻聚能塔的承重，且此换热系统结构简单，便于操作和维护。
附图说明
[0007]图1为本技术示意图；
[0008]图2为高温固体颗粒板式热交换器示意图；
[0009]图中1.集热器，2.储热器，3.高温固体颗粒板式热交换器，4.斗提机， 5.定日镜，6.聚能塔架，7.涡轮机，8.发电机，9.进料仓，10.换热板组，11. 下料器，12.超临界二氧化碳进口总管，13.超临界二氧化碳出口总管，14.旋转阀，15.集热器进料口，16.集热器出料口，17.储热器进料口，18.储热器出料口，19.进料仓进料口，20.下料器出料口。
具体实施方式
[0010]为使本技术的技术方案更加清楚明白，下面结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行进一步详细描述：
[0011]如图1、图2、所示本技术一种太阳能聚能塔能源热交换系统，它包括集热器1、储热器2、高温固体颗粒板式热交换器3、斗提机4、定日镜5、聚能塔架6、涡轮机7、发电机8。所述集热器1上设置有集热器进料口15和集热器出料口16；所述集热器进料口15与斗提机4出料口连接；所述集热器出料口16与储热器进料口17连接；所述储热器2上设置有储热器进料口17 和储热器出料口18；所述储热器出料口18与进料仓进料口19连接；所述高温固体颗粒板式热交换器3连接斗提机4进料口上方；所述高温固体颗粒板式热交换器3上设置有进料仓9、换热板组10、下料器11、旋转阀14；所述进料仓9上部与储热器2连接，下部与换热板组10连接；所述换热板组10 设置有超临界二氧化碳进口总管12、超临界二氧化碳出口总管13；所述换热板组10上部与进料仓9连接，下部与下料器11连接；所述下料器11上设置有下料器出料口20，所述下料器出料口20与旋转阀14连接，所述旋转阀14 与斗提机4进料口连接，通过旋转阀14控制出料；所述斗提机4与集热器进料口15和旋转阀14连接，实现固体载
热剂的输送；所述定日镜5是指由一系列定日镜5以集热器1正下方地面为中心从内向外呈环形布置，定日镜5 镜架固定于地面上，镜面与太阳光、集热器1呈45
°
角，大量镜面通过特定角度将太阳光聚集到装在聚能塔架6上的集热器1上；所述聚能塔架6对所有部件起到支撑固定作用；所述涡轮机7与超临界二氧化碳出口总管13连接，通过高温高压的超临界二氧化碳驱动将热能转化为机械能；所述发电机8与涡轮机7相连，由涡轮机7驱动发电机8发电，将机械能转化为电能。
[0012]一种太阳能聚能塔能源热交换系统，设备启动初始，常温的固体载热剂沙或陶瓷支撑剂通过斗提机4输送到集热器1中，同时通过定日镜5将太阳光聚集到装在聚能塔塔顶的集热器1上，实现太阳能转化为热能集中在集热器1中的固体载热剂上，将固体载热剂加热至高温，高温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能聚能塔能源热交换系统，它包括集热器(1)、储热器(2)、高温固体颗粒板式热交换器(3)、斗提机(4)、定日镜(5)、聚能塔架(6)、涡轮机(7)、发电机(8)；其特征在于，集热器(1)上设置有集热器进料口(15)和集热器出料口(16)；集热器进料口(15)与斗提机(4)出料口连接；集热器出料口(16)与储热器进料口(17)连接；储热器(2)上设置有储热器进料口(17)和储热器出料口(18)；储热器出料口(18)与进料仓进料口(19)连接；高温固体颗粒板式热交换器(3)连接在斗提机(4)进料口上方；高温固体颗粒板式热交换器(3)上设置有进料仓(9)、换热板组(10)、下料器(11)、旋转阀(14)；进料仓(9)上部与储热器(2)连接，下部与换热板组(10)连接；换热板组(10)设置有超临界二氧化碳进口总管(12)、超临界二氧化碳出口总管(13)；换热板组(10)上部与进料仓(9)连接，下部与下料器(11)连接；下料器(11)上设置有下料器出料口(20)，下料器出料口(20)与旋转阀(14)连接，旋转阀(14)与斗提机进料口连接，通过旋转阀(14)控制出料；斗提机(4)与集热器进料口(15)和旋转阀(14)连接，实现固体载热剂的输送；定日镜(5)是指由一系列定日镜(5)以集热器(1)正下方地面为中心从内向外呈环形布置，定日镜(5)镜架固定于地面上，镜面与太阳光、集热器(1)呈45

【专利技术属性】
技术研发人员：徐勇，张厚清，方觉舒，李亚，黄一鸣，
申请(专利权)人：宣城镐渭工业技术有限公司，
类型：新型
国别省市：