[发明专利]一种太阳能热发电用固体颗粒吸热器

权利要求书

1.一种太阳能热发电用固体颗粒吸热器，其特征在于：所述固体颗粒吸热器包括石英玻璃管束(1)、内保温层(2)、固体颗粒(3)、低温颗粒储罐(5)、低温颗粒储罐出口阀门(7)、高温颗粒储罐入口阀门(8)、高温颗粒储罐(10)、外保温层(11)、螺旋提升机(12)、第一输送机(13)、第二输送机(14)、颗粒分配器(15)和颗粒收集器(16)；石英玻璃管束(1)面向辐射能流(4)布置；内保温层(2)位于石英玻璃管束(1)管内的背光侧；固体颗粒(3)装在石英玻璃管束(1)内；外保温层(11)包围石英玻璃管束(1)的外周，位于背向辐射能流的一面；颗粒分配器(15)置于石英玻璃管束(1)的上部，颗粒分配器(15)的底部设置第一固体颗粒阀门(17)，第一固体颗粒阀门(17)的开度大小影响固体颗粒进入石英玻璃管束(1)进口的固体颗粒的流入面积；颗粒收集器(16)置于石英玻璃管束(1)的下部，颗粒收集器(16)的顶部设置第二固体颗粒阀门(18)，第二固体颗粒阀门(18)的开度大小影响固体颗粒流出石英玻璃管束(1)出口固体颗粒的流出面积；低温颗粒储罐(5)置于颗粒分配器(15)的上方；高温颗粒储罐(10)置于颗粒收集器(16)的下方；低温颗粒储罐出口阀门(7)安装在低温颗粒储罐(5)和颗粒分配器(15)之间；高温颗粒储罐入口阀门(8)安装在颗粒收集器(16)和高温颗粒储罐(10)之间；第一输送机(13)安装在低温颗粒储罐(5)的上方；第二输送机(14)安装在高温颗粒储罐(10)的上方；螺旋提升机(12)安装在第一输送机(13)和第二输送机(14)之间；低温固体颗粒(6)存储于低温颗粒储罐(5)内，高温固体颗粒(9)存储于高温颗粒储罐(10)内；固体颗粒(3)的粒径范围为100微米-2毫米；

所述的内保温层(2)与石英玻璃管内的一部分管壁紧密接触，没有与内保温层(2)接触的石英玻璃管内的空间为固体颗粒的流动通道，固体颗粒流动区域面向投射的太阳光；内保温层(2)位于固体颗粒区域的背面；

所述的内保温层(2)沿着固体颗粒流动方向的几何截面是变化的，其几何截面面积大于沿着固体颗粒流动方向的固体颗粒流道截面积；通过调整内保温层(2)的几何形状实现沿着固体颗粒流动方向的流道截面积的变化；

所述的固体颗粒在流通方向y上的流道的横截面与石英玻璃管内壁形成劣弧弓形；固体颗粒的流动通道截面积S(y)沿着流道方向自上向下逐渐减小，固体颗粒流道内的颗粒层厚度为劣弧中心到弦中心的距离，即所述劣弧弓形的高h(y)，也沿流通方向y逐渐变薄；定义玻璃管内径为R，固体颗粒入口弓形截面的弓形高h₀，k表示倾斜平面的倾斜程度，H为石英玻璃管长度，则固体颗粒的流动通道截面积S(y)和所述劣弧弓形高h(y)表达式为：

固体颗粒出口弓形截面的弓形高h_H约是固体颗粒平均直径d的5倍，即h_H≈5d；固体颗粒入口弓形截面的弓形高不大于石英玻璃管内径R的一半，即h₀≤R/2。