一种聚光集热与热化学储能一体化装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种聚光集热与热化学储能一体化装置，属于新能源技术领域，包括自上而下依次设置的：聚光反应器、释热反应器和低温颗粒存储器，还包括：提升装置、空气压缩机和透平，释热反应器接收从聚光反应器内输出的固体颗粒，空气压缩机的出口与释热反应器的反应气进口连通，从而在释热反应器内使固体颗粒进行放热反应；本发明专利技术的聚光集热与热化学储能一体化装置，将聚光反应器、释热反应器、低温颗粒存储器自上而下依次设置，利用重力作用输送固体颗粒，然后通过提升装置使固体颗粒进行循环，然后可采用空气压缩机将外部气体压缩口直接送入释热反应器进行放热反应，从而无需设置气体储罐，解决了一体化设备体积庞大的问题。解决了一体化设备体积庞大的问题。解决了一体化设备体积庞大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种聚光集热与热化学储能一体化装置


[0001]本专利技术涉及新能源
，具体涉及一种聚光集热与热化学储能一体化装置。

技术介绍

[0002]太阳能聚光集热是通过反射镜将太阳光汇聚到太阳能热收集装置中，利用太阳能热收集装置内的传热介质(液体或气体)，直接驱动发电机发电或者高质量热传输利用。通过太阳能聚光集热可以利用太阳能的高温热，提供一种可靠电力和灵活调节特性的可再生能源利用方式。太阳能聚光集热是采用物理手段进行能量存储与转换，全生命周期的CO2排放仅为13～19g/kWh，在碳中和时代背景下，将会在传统煤电的更替进程中发挥更大作用。
[0003]当前，为了匹配太阳能光热利用的间歇性，集成低成本储热技术是提升太阳能热利用效率的关键。传统以熔盐作为蓄热介质的高温储能技术，通常需要两个不同温度的熔盐罐组成，依靠换热流体实现两罐之间所存储热量的传输和释放。然而，双罐熔盐系统的储热密度较低(仅为0.4GJ/m3)，设备体积庞大。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的太阳能聚光集热系统中采用双罐设备体积庞大的缺陷，从而提供一种聚光集热与热化学储能一体化装置。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种聚光集热与热化学储能一体化装置，包括：
[0006]聚光反应器，用于接收太阳光，在所述聚光反应器内适于容纳能够进行热反应的固体颗粒，所述固体颗粒利用太阳能热量进行分解反应，从而形成固体颗粒和反应气体；
[0007]释热反应器，设置在所述聚光反应器的下方，用于接收从所述聚光反应器内输出的固体颗粒；
[0008]低温颗粒存储器，设置在所述释热反应器的下方，用于接收从所述释热反应器内输出的固体颗粒；
[0009]提升装置，进口连通所述低温颗粒存储器，出口连通所述聚光反应器，所述提升装置用于将所述低温颗粒存储器内的固体颗粒提升输送至所述聚光反应器内；
[0010]空气压缩机，进口与外部气源连通，出口与所述释热反应器的反应气进口连通；
[0011]透平，进口与所述释热反应器的反应气出口连通。
[0012]可选地，所述透平的旋转轴与所述空气压缩机的旋转轴直接或间接连接。
[0013]可选地，所述聚光反应器的上方设置有气固换热器，所述气固换热器具有与所述提升装置的出口连通的固体进口；
[0014]所述气固换热器还具有气相进口和固体出口，所述气相进口和固体出口分别与所述聚光反应器连通，所述气相进口用于接收从所述聚光反应器内输出的反应气体，所述固体出口用于朝向所述聚光反应器内输出所述固体颗粒。
[0015]可选地，所述气固换热器的气相出口与所述释热反应器的反应气进口连通。
[0016]可选地，所述聚光反应器的下方设置有高温颗粒存储器，所述高温颗粒存储器的进口与所述聚光反应器的固相出口连通，所述高温颗粒存储器的出口与所述释热反应器的固相进口连通。
[0017]可选地，所述聚光反应器上具有进气口，所述进气口用于通入利于所述固体颗粒进行分解反应的气体。
[0018]可选地，所述固体颗粒包括：氧化物、钙钛矿、碳酸盐、氢氧化物中的一种或多种的组合。
[0019]可选地，所述氧化物包括：氧化钴、氧化镁、氧化钙、氧化锌、氧化铁、氧化锰、氧化铜、氧化镍、氧化铝中的一种或多组的组合。
[0020]可选地，所述碳酸盐包括：碳酸镁、碳酸铅、碳酸锶、碳酸钙或碳酸锌中的一种或多组的组合。
[0021]可选地，所述氢氧化物为氢氧化钴、氢氧化镁、氢氧化钙、氢氧化锌、氢氧化铁、氢氧化锰、氢氧化铜、氢氧化镍或氢氧化铝中的一种或多组的组合。
[0022]可选地，所述的钙钛矿型氧化物为CaM
x
Mn1‑
x
O3(M代表Al或Ti或Fe)、La
x
Sr1‑
x
Co
y
M1‑
y
O3(M代表Fe或Mn)、BaMO3(M代表Fe或Co)的至少一种，或者利用该钙钛矿作为基材开发的复合物。例如：以SrFeO3为基材，添加CaMnO3构成的复合钙钛矿材料。
[0023]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0024]1.本专利技术提供的聚光集热与热化学储能一体化装置，将聚光反应器、释热反应器、低温颗粒存储器自上而下依次设置，利用重力作用输送固体颗粒，然后通过提升装置使固体颗粒进行循环，然后可采用空气压缩机将外部气体压缩口直接送入释热反应器进行放热反应，从而无需设置气体储罐，解决了一体化设备体积庞大的问题。
[0025]2.本专利技术提供的聚光集热与热化学储能一体化装置，利用透平的旋转，还助力空气压缩机的旋转，从而减少空气压缩机的电能消耗，提高储能装置的节能效果。
[0026]3.本专利技术提供的聚光集热与热化学储能一体化装置，通过气固换热器对聚光反应器的反应气体进行预热，从而便于利用该反应气体与释热反应器内的固体颗粒进行放热反应。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本专利技术的实施例中提供的聚光集热与热化学储能一体化装置的一种实施方式的立体图。
[0029]附图标记说明：
[0030]1、聚光反应器；2、高温颗粒存储器；3、释热反应器；4、低温颗粒存储器；5、提升装置；6、气固换热器；7、空气压缩机；8、透平；9、进气口；10、固体进口；11、固体出口；12、气相进口；13、气相出口；14、反应气进口；15、反应气出口。
具体实施方式
[0031]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0033]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚光集热与热化学储能一体化装置，其特征在于，包括：聚光反应器(1)，用于接收太阳光，在所述聚光反应器(1)内适于容纳能够进行热反应的固体颗粒，所述固体颗粒利用太阳能热量进行分解反应，从而形成固体颗粒和反应气体；释热反应器(3)，设置在所述聚光反应器(1)的下方，用于接收从所述聚光反应器(1)内输出的固体颗粒；低温颗粒存储器(4)，设置在所述释热反应器(3)的下方，用于接收从所述释热反应器(3)内输出的固体颗粒；提升装置(5)，进口连通所述低温颗粒存储器(4)，出口连通所述聚光反应器(1)，所述提升装置(5)用于将所述低温颗粒存储器(4)内的固体颗粒提升输送至所述聚光反应器(1)内；空气压缩机(7)，进口与外部气源连通，出口与所述释热反应器(3)的反应气进口(14)连通；透平(8)，进口与所述释热反应器(3)的反应气出口(15)连通。2.根据权利要求1所述的聚光集热与热化学储能一体化装置，其特征在于，所述透平(8)的旋转轴与所述空气压缩机(7)的旋转轴直接或间接连接。3.根据权利要求1所述的聚光集热与热化学储能一体化装置，其特征在于，所述聚光反应器(1)的上方设置有气固换热器(6)，所述气固换热器(6)具有与所述提升装置(5)的出口连通的固体进口(10)；所述气固换热器(6)还具有气相进口(12)和固体出口(11)，所述气相进口(12)和固体出口(11)分别与所述聚光反应器(1)连通，所述气相进口(12)用于接收从所述聚光反应器(1)内输出的反应气体，所述固体出口(11)用于朝向所述聚光反应器(1)内输出所述固体颗粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛志伟，韩翔宇，陈海生，王亮，林曦鹏，白亚开，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：