[发明专利]一种磁力吸附的腔式太阳能颗粒吸热器

说明书

本发明公开了一种磁力吸附的腔式太阳能颗粒吸热器，包括带磁性的固体颗粒、四侧设开口的腔体框架、3个颗粒输运装置和保温罩等；该颗粒输运装置包括输送机、颗粒分配器、流量控制阀、颗粒厚度控制器、磁力发生装置和颗粒收集器等；该磁力发生装置沿输送带水平段和竖直段的下侧连续且平行布置，颗粒收集器在磁力发生装置末端；腔体框架的一开口让太阳光进入，余下三个开口用3个颗粒输运装置中输送带的竖直段分别完全封堵，输送带将固体颗粒运输到该开口吸收高密度太阳光能。本发明以磁力发生装置的磁场将磁性固体颗粒吸附于输送带，由输送带灵活控制其输运速度，并吸收了腔体内左右两侧和后侧的太阳光能，有效提升其光‑热效率和服役可靠性。

技术领域

本发明属于太阳能聚光热发电领域，涉及一种太阳能热高温吸热器，尤其是一种磁力吸附的腔式太阳能颗粒吸热器。

背景技术

太阳能是清洁环保和分布广泛的可再生能源，塔式太阳能高温热发电是一种逐步完善的太阳能发电技术，吸热器是塔式太阳能光热电站的核心设备，它的光-热转换性能直接影响整个太阳能电站的运行效率和经济性。为了提高后端利用温度，采用固体颗粒作为传热/储热介质时，其温度能够达到1000℃左右，能够极大提高太阳能热发电厂后端的热电效率，而且可以充分利用固体储热颗粒的储热特性，适合以固体储热颗粒作为储热介质的颗粒吸热器。

目前，固体颗粒吸热器主要分为自由下落式、阻碍下落式、旋转窑式、流化床式等几种，各种固体颗粒吸热器都有其优点和缺点。由于自由下落式和阻碍下落式的结构简单而得到广泛关注，但它们都是基于重力为自然主动力的，存在固体颗粒下落速度过快而导致吸热时间短，无法无法充分吸收太阳能；颗粒吸热层厚度均匀程度不均匀，导致固体储热颗粒吸热温度分布不均匀而且容易出现热斑问题；固体储热颗粒直接下落吸热的同时，受吸热器内部气流或外界环境风环境干扰，颗粒下落时会有散落现象，颗粒流动轨迹无法控制。更为主要的是，现有的颗粒吸热器通常是在腔体吸热器内的面向采光口侧设置颗粒流，而左右两侧接收能流密度较高区域均未设置颗粒流吸热，没有充分发挥吸热器腔体结构的高光学、高热效率的优势。因此，发明创造一种能充分吸收腔体内左右两侧的高能流太阳光能的腔式太阳能高温颗粒吸热器，并能有效控制太阳能颗粒吸热器的颗粒流动速度、厚度及其均匀性，对提升颗粒吸热器的光-热转换效率和安全服役尤为重要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单且运行可靠的磁力吸附的腔式太阳能颗粒吸热器，它是通过非接触的磁吸力将磁性固体颗粒吸附在输送机的输送带表面，并以颗粒厚度控制器来调节输送带上颗粒层的厚度及其均匀性，从而实现了固体颗粒的流动速度和厚度均匀灵活可控；将3台输送机分别布置在腔体接收器的后侧和左右两侧，吸收进入腔体内的高密度太阳光能，有效改善颗粒吸热器的光-热转换效率和运行安全可靠性。

本发明采用的技术方案是：一种磁力吸附的腔式太阳能颗粒吸热器，包括耐高温且具磁性的能被磁力吸住的固体颗粒、除上下两侧外周围四个侧面均设有开口的呈矩形空腔的腔体框架、3个颗粒输运装置、呈腔体并一侧设有开口的用于隔热的保温罩；所述的颗粒输运装置包括具有磁场能穿透且耐高温的输送带的带式输送机，该输送机中输送带至少包含一个水平段和一个竖直段、盛装固体颗粒并将颗粒均匀分配到该输送带水平段上的颗粒分配器、控制颗粒分配器下端出口颗粒流量的流量控制阀、用于控制输送带水平段上颗粒厚度和改善厚度均匀性的颗粒厚度控制器、固定在输送带的非接触颗粒一侧用于隔热的隔热体、能够产生磁场并吸住磁性材料的磁力发生装置和收集被太阳光加热后的高温颗粒的颗粒收集器；所述的磁力发生装置位于输送带的非接触颗粒的一侧且与输送机不接触，该磁力发生装置沿输送带的水平段和竖直段连续且平行布置，且磁力发生装置略宽于输送带；所述的颗粒收集器在输送带的竖直段下方且位于磁力发生装置的末端；所述的颗粒输运装置和腔体框架均位于保温罩的腔体内，且保温罩一侧的开口与腔体框架四周中的一个开口同轴对正让聚集的太阳光进入；该腔体框架四周中余下的三个开口用3个颗粒输运装置中输送带的竖直段分别进行完全封堵，输送带将固体颗粒运输到该开口处吸收聚集而来的太阳光能。