[发明专利]循环提升式固体颗粒吸热器及塔式太阳能光热发电系统

说明书

本发明公开了一种循环提升式固体颗粒吸热器及塔式太阳能光热发电系统，该吸热器包括吸热器腔体，吸热器腔体设置吸热口，吸热器还至少包括第一颗粒入口罐、第二颗粒入口罐和提升机系统，吸热器腔体至少包括第一颗粒入口和第二吸热器颗粒入口；第一颗粒入口罐与第一颗粒入口连通，颗粒经第一颗粒入口形成第一颗粒幕帘；第二颗粒入口罐与第二吸热器颗粒入口连通，颗粒经第二颗粒入口形成第二颗粒幕帘；第一颗粒幕帘位于吸热口和第二颗粒幕帘之间，经吸热口进入吸热器腔体的太阳辐射穿过第一颗粒幕帘后被第二颗粒幕帘吸收；第一颗粒幕帘吸热后经提升机系统进入第二颗粒入口罐。该吸热器能提高颗粒出口温度，并提升吸热效率。

技术领域

本发明属于太阳能热发电领域，尤其涉及一种循环提升式固体颗粒吸热器及塔式太阳能光热发电系统。

背景技术

太阳能作为一种清洁的可再生能源得到越来越广泛的应用，尤其是光热发电技术是继光伏发电技术以后的新兴太阳能利用技术，其中塔式太阳能热发电技术因具有储能廉价高效、电力输出稳定平滑的优点，受到了广泛的关注。塔式太阳能电站主要由定日镜场、吸热器、储热系统和汽轮发电机组所组成，其中吸热器系统作为实现太阳能向热能转换的关键部件，保证其高性能安全运行是太阳能热发电研究与应用的重要一环。

传统的吸热器采用二元熔盐作为吸热介质，当工作温度低于250℃时，熔盐会凝固，而温度高于565℃时熔盐会分解，既影响系统的安全运行，又降低了系统效率。为提高太阳能热发电效率，降低发电成本，研究新型高温太阳能吸热器结构尤为重要。研究人员发现采用陶瓷颗粒等颗粒作为储热介质时，其储热温度能够达到1000℃左右，极大提高了太阳能热发电厂后端的热点效率。为了充分利用固体颗粒的储热特性，近年来国内外学者先后提出了多种高温颗粒吸热器结构，美国桑迪亚实验室提出了自由下落式的颗粒吸热器，论证了颗粒吸热器概念的可行性，但自由下落式颗粒吸热器的颗粒下落速度过快，接受光照的停留时间短，颗粒温升小；中国专利CN105135716A公布了一种石英玻璃管式颗粒吸热器，通过设置管内插件延缓颗粒下落速度，但由于石英玻璃的耐高温性能较差，无法满足颗粒吸热器长期在700-1000℃温度下工作的需求。

发明内容

本发明提供了一种循环提升式固体颗粒吸热器及塔式太阳能光热发电系统，该吸热器通过二次或多次循环加热延长颗粒被加热的时间，提高颗粒出口温度，并提升吸热效率，设置多个颗粒入口，形成多排颗粒幕帘，第二排颗粒幕帘及后续的颗粒幕帘可以进一步吸收穿过第一排颗粒幕帘的太阳辐射和热辐射，明显提高颗粒吸收入射辐射的能力，从而提高了吸热器的吸热效率。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种循环提升式固体颗粒吸热器，包括吸热器腔体，所述吸热器腔体包括吸热口，所述吸热器还至少包括第一颗粒入口罐、第二颗粒入口罐和提升机系统，所述吸热器腔体至少包括第一颗粒入口和第二颗粒入口；

所述第一颗粒入口罐与所述第一颗粒入口连通，颗粒经所述第一颗粒入口形成第一颗粒幕帘；所述第二颗粒入口罐与所述第二颗粒入口连通，颗粒经所述第二颗粒入口形成第二颗粒幕帘；所述第一颗粒幕帘位于吸热口和第二颗粒幕帘之间，经所述吸热口进入吸热器腔体的太阳辐射穿过第一颗粒幕帘后被第二颗粒幕帘吸收；

所述第一颗粒幕帘的颗粒吸热后经所述提升机系统进入所述第二颗粒入口罐。

所述吸热器腔体内部至少设置第一斜板，所述第一斜板包括沿同一方向倾斜并层叠设置的第一上斜板和第一下斜板，所述第一上斜板上设置若干第一上隔板，所述第一下斜板上设置若干第一下隔板，所述第一上隔板和第一下隔板分别沿第一上斜板和第一下斜板延伸；

所述第一上斜板上设置有与所述第一颗粒幕帘对应的第一上颗粒收集区和第一颗粒落料口；所述第一下斜板设置有与第一颗粒落料口对应的第一下颗粒收集区；

流经第一上斜板和第一下斜板的颗粒在下落过程中的流向相反。