一种太阳能颗粒吸热器制造技术

本申请涉及一种太阳能颗粒吸热器，涉及太阳能热发电的领域，包括吸热筒，所述吸热筒上端设置有用于颗粒进入的进料口，底部设置有用于供颗粒排出的出料口；还包括排布于进料口和出料口之间的多个肋片，所述肋片之间存在有用于供颗粒通过的间隙。本申请具有延长颗粒的停留时间，从而提高出口颗粒的温度，进而保证发电系统的稳定运行的优点。电系统的稳定运行的优点。电系统的稳定运行的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能颗粒吸热器


[0001]本申请涉及太阳能热发电的领域，尤其是涉及一种太阳能颗粒吸热器。

技术介绍

[0002]目前，太阳能作为清洁高效的可再生能源，近年来在我国太阳能资源丰富的地区获得了广泛的应用。聚焦型太阳能热发电是目前最高效的太阳能大规模利用方式之一，特别是将太阳能热发电与储热系统集成，被认为是解决太阳能能量密度低、不稳定波动、难于并网消纳等固有缺陷最具有前景的前沿方向之一。
[0003]传统太阳能吸热器多采用二元硝酸盐(NaNO3
‑
KNO3，也被称为太阳盐)作为传热介质，当工作温度超过550℃时，太阳盐的化学惰性减弱，易分解腐蚀金属管壁，当温度低于250℃时，熔盐凝固，影响系统安全运行，需启动伴热系统。采用固体颗粒作为传热和蓄热介质的太阳能颗粒吸热器，可以实现超过1000℃的高温集热，有望解决上述制约太阳能发展的关键问题，为提高热电转化效率、降低发电成本提供了新的途径。美国能源部SunShot计划、欧盟地平线2020计划以及国际能源署IEA等的关注，均将固体颗粒作为传热介质实现太阳能资源的高效利用，作为下一代太阳能发展计划的重要内容和未来方向。
[0004]相关技术中，已有大量的研究主要集中在新型太阳能粒子吸热器结构形式的探索，如下降式、阻流下落式、离心式和斜面式等粒子吸热器。下落式颗粒吸热器是指固体颗粒由于自身重力，在吸热管中下落，接受太阳辐射后被加热，例如美国桑迪亚实验室专利技术的下降粒子帘式吸热器，可以直接接收太阳辐射，辐射损失小。
[0005]针对上述中的相关技术，专利技术人认为：粒子在重力的作用下加速下落，颗粒停留时间短，很难保证粒子充分的吸热时间，导致吸热量不充分，粒子出口温度较低，不利于发电系统的运行。

技术实现思路

[0006]为了延长颗粒的停留时间，从而提高出口颗粒的温度，进而保证发电系统的稳定运行，本申请提供一种太阳能颗粒吸热器。
[0007]本申请提供的一种太阳能颗粒吸热器采用如下的技术方案：一种太阳能颗粒吸热器，包括吸热筒，所述吸热筒上端设置有用于颗粒进入的进料口，底部设置有用于供颗粒排出的出料口；还包括排布于进料口和出料口之间的多个肋片，所述肋片之间存在有用于供颗粒通过的间隙。
[0008]通过采用上述技术方案，在进行吸热时，太阳光经过定日镜场聚焦至吸热筒上，产生高温，冷颗粒从进料口处进入吸热筒内，颗粒在下降的过程中，会受到肋片的阻挡并从肋片之间的间隙通过，延长了颗粒的停留时间，保证颗粒充分吸热，提高了出料口处颗粒的温度。
[0009]可选的，所述肋片采用导热良好且耐高温的金属材料制成。
[0010]通过采用上述技术方案，肋片可以将吸热筒壁的高温热流通过导热传递至体吸热
筒内部空间，减小热量传递阻力，提高颗粒的加热效率。
[0011]可选的，还包括搅拌组件；所述肋片分组排布于所述进料口和出料口之间，形成多个肋片组，所述肋片组中的多个肋片呈环形排布，相邻两个肋片组之间存在间距；所述搅拌组件有多个工作部，每个工作部分别位于相邻两个肋片之间用于对颗粒进行搅拌。
[0012]通过采用上述技术方案，颗粒在下降的过程中，启动搅拌组件，搅拌组件的工作部在相邻两个肋片组之间运转，从而对颗粒进行搅拌，使颗粒得到充分混合和吸热，并降低颗粒堵塞的可能。
[0013]可选的，所述搅拌组件包括转轴、叶片和驱动电机；所述转轴与所述吸热筒同轴设置且转动支撑于所述吸热筒内；所述叶片有多个且设置于所述转轴上，所述叶片与所述肋片组交替排布；所述驱动电机与所述转轴连接，用于驱动所述转轴转动。
[0014]通过采用上述技术方案，颗粒在下降吸热的过程中，启动驱动电机，驱动电机驱动转轴转动，转轴带动叶片转动，从而对固体颗粒进行充分的搅拌，使颗粒充分混合吸热，同时带动颗粒运动，降低颗粒堵塞的可能。
[0015]可选的，所述叶片在转轴上呈分组排列，从而形成多个沿转轴轴线方向排布的叶片组，每个所述叶片组中的多个叶片呈环形排布，并且中心位于所述转轴的轴线上，所述叶片之间存在有用于供颗粒通过的间隙。
[0016]通过采用上述技术方案，相对于单个的叶片，叶片组可以起到更加充分的搅拌效果，同时，可以起到一定的阻力作用，进一步延长颗粒的停留时间，保证充分吸热。
[0017]可选的，所述肋片与所述吸热筒轴线的夹角为5
‑
10
°
。
[0018]通过采用上述技术方案，颗粒在下降的过程中，肋片可以起到更好的阻挡和导向作用，时颗粒沿着肋片的倾斜方向下落，延长颗粒的运动距离，进一步提高颗粒的保留时间，提高吸热效果。
[0019]可选的，所述叶片与所述转轴的夹角为5
‑
30
°
。
[0020]通过采用上述技术方案，与转轴呈一定夹角的叶片，可以对下降的颗粒进行导向，进一步提高颗粒的停留时间，进而提高吸热效果。
[0021]可选的，太阳能颗粒吸热器还包括气扫系统，所述吸热筒的内壁上设置有多个气孔，所述气孔排布于所述进料口和出料口之间并且与所述吸热筒内部空间连通，所述气扫系统有多个出气端并且与所述气孔对应连通。
[0022]通过采用上述技术方案，受限于吸热筒内径，由固体颗粒形成的粒子流在流过吸热筒的过程中，因气泡聚并的影响，会导致气塞或气衰，使粒子流产生运行失稳、流量分配不均甚至堵塞的问题，气扫系统可以对吸热筒内进行吹扫，减小颗粒堵塞的可能。
[0023]可选的，所述气扫系统包括用于提供压缩空气的供气装置，以及用于连通所述供气装置和气孔的气道；所述气道上设置有脉冲阀。
[0024]通过采用上述技术方案，供气装置可以提供压缩空气，并通过起到流入气孔，脉冲阀可以使压缩空气以脉冲的形式喷入到气孔内，既可以保证安全运行，又可以减少用气量。
[0025]可选的，所述气道上靠近气孔的位置安装有用于阻止颗粒倒流进入气扫系统的止回阀。
[0026]通过采用上述技术方案，止回阀可以阻止颗粒倒流进入气扫系统，保证气扫系统稳定安全的运行。
[0027]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.通过设置肋片，颗粒在下降的过程中，会受到肋片的阻挡并从肋片之间的间隙通过，延长了颗粒的停留时间，保证颗粒充分吸热，提高了出料口处颗粒的温度；同时，肋片可以将吸热筒壁的高温热流通过导热传递至体吸热筒内部空间，减小热量传递阻力，提高颗粒的加热效率。
[0028]2.通过设置搅拌组件，可以对颗粒进行搅拌，使颗粒得到充分混合和吸热，并降低颗粒堵塞的可能。
[0029]3.通过设置气扫系统，可以对吸热筒内的粒子进行吹扫，减小颗粒堵塞的可能。
[0030]4.通过设置脉冲阀，可以使压缩空气以脉冲的形式喷入到气孔内，既可以保证安全运行，又可以减少用气量。
[0031]5.通过设置止回阀，可以阻止颗粒倒流进入气扫系统，保证气扫系统稳定安全的运行。
附图说明
[0032]图1是本申请实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能颗粒吸热器，其特征在于：包括吸热筒(1)，所述吸热筒(1)上端设置有用于颗粒(2)进入的进料口(10)，底部设置有用于供颗粒(2)排出的出料口(11)；还包括排布于进料口(10)和出料口(11)之间的多个肋片(3)，所述肋片(3)之间存在有用于供颗粒(2)通过的间隙。2.根据权利要求1所述的一种太阳能颗粒吸热器，其特征在于：所述肋片(3)采用导热良好且耐高温的金属材料制成。3.根据权利要求1所述的一种太阳能颗粒吸热器，其特征在于：还包括搅拌组件(4)；所述肋片(3)分组排布于所述进料口(10)和出料口(11)之间，形成多个肋片组，所述肋片组中的多个肋片(3)呈环形排布，相邻两个肋片组之间存在间距；所述搅拌组件(4)有多个工作部，每个工作部分别位于相邻两个肋片(3)之间用于对颗粒(2)进行搅拌。4.根据权利要求3所述的一种太阳能颗粒吸热器，其特征在于：所述搅拌组件(4)包括转轴(40)、叶片(41)和驱动电机(42)；所述转轴(40)与所述吸热筒(1)同轴设置且转动支撑于所述吸热筒(1)内；所述叶片(41)有多个且设置于所述转轴(40)上，所述叶片(41)与所述肋片组交替排布；所述驱动电机(42)与所述转轴(40)连接，用于驱动所述转轴(40)转动。5.根据权利要求4所述的一种太阳能颗粒吸热器，其特征在于：所述叶片(41)在转轴(40)上呈分组排列，从而形成多个沿转轴(40)轴线...

【专利技术属性】
技术研发人员：董军，张帅，景炳煜，
申请(专利权)人：中广核风电有限公司，
类型：发明
国别省市：