一种腔式吸热器及吸储热系统技术方案

本发明专利技术公开了一种腔式吸热器及吸储热系统，在腔式吸热器本体的前壁上设置有腔式吸热口，并在前壁的外表面上设置吸热管组，且吸热管组位于腔式吸热口的至少一侧；镜场的太阳能汇集至腔式吸热口处，腔式吸热口内的能流密度较高，太阳能通过腔式吸热口进入腔式吸热器内对颗粒进行加热，从而实现颗粒吸热器的功能；而腔式吸热口周围的能流密度相对较低，但仍可满足吸热温度较低的吸储热介质的能流密度要求，故可由吸热管组对该部分热量进行吸收。采用吸热温度不同的吸储热介质，吸热温度较高的介质匹配SCO2循环发电，吸热温度较低的介质匹配蒸汽朗肯循环发电。两个循环系统均位于效率较高的温度区间，解决了现有腔式吸热器吸热效率较低的问题。率较低的问题。率较低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种腔式吸热器及吸储热系统


[0001]本专利技术属于太阳能热发电
，尤其涉及一种腔式吸热器及吸储热系统。

技术介绍

[0002]随着“碳达峰、碳中和”目标的提出，太阳能热发电技术得到了广泛的关注，但是光热发电技术的度电成本限制了其应用和发展。提高电站的发电效率是降低发电成本的重要措施之一。超临界二氧化碳(Supercritical carbon dioxide,SCO2)布雷顿循环发电系统具有较高的发电效率，得到了学者的广泛关注。相关研究结果表明，对于550℃以下的热源温度，蒸汽朗肯循环的效率高于SCO2循环；而当热源温度区间位于550℃以上时，SCO2循环的效率明显高于朗肯循环和其他布雷顿循环。
[0003]目前光热电站采用二元熔盐作为吸储热介质，其最高使用温度为565℃，与蒸汽朗肯循环的最优温度区间具有较好的适配性。但为提高发电效率，SCO2循环是更好的选择，因此需要匹配更高温度的吸储热技术。固体颗粒吸热温度高，价格低廉，能够成为提供SCO2循环的最优温度区间的热源。
[0004]颗粒吸热器是颗粒吸储热技术的核心部件。颗粒吸热的温度较高，而腔式吸热器在高温吸热部分具有更高的吸热效率，但腔式吸热器吸热效率与吸热器开口面积呈反比，但是开口面积又与截断效率呈正比，因此导致腔式吸热器的综合热效率(截断效率与吸热效率的乘积)与传统外接式吸热器相比较低。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种腔式吸热器及吸储热系统，以解决现有腔式吸热器吸热效率较低的问题。/>[0006]为解决上述问题，本专利技术的技术方案为：
[0007]本专利技术的一种腔式吸热器，包括腔式吸热器本体和吸热管组；
[0008]所述腔式吸热器本体的前壁设置有腔式吸热口；所述吸热管组设于所述前壁的外表面，且所述吸热管组位于所述腔式吸热口的至少一侧。
[0009]本专利技术的腔式吸热器，所述吸热管组的两端分别设置有热盐集箱和冷盐集箱。
[0010]本专利技术的腔式吸热器，所述吸热管组环绕所述腔式吸热口的中心设置并形成颗粒吸热口，所述颗粒吸热口不大于所述腔式吸热口。
[0011]本专利技术的腔式吸热器，还包括与所述腔式吸热器本体的前壁相对设置的后壁，所述后壁由相互密封连接的吸热管组组成。
[0012]本专利技术的腔式吸热器，还包括与所述腔式吸热器本体的前壁连接的侧壁，至少一个所述侧壁由相互密封连接的吸热管组组成；
[0013]所述侧壁连接前壁和后壁，形成腔式吸热器壳体。
[0014]本专利技术的腔式吸热器，所述腔式吸热器本体为自由下落式的腔式吸热器。
[0015]本专利技术的腔式吸热器，所述吸热管组为熔盐吸热管组。
[0016]本专利技术的一种吸储热系统，包括上述任意一项所述的腔式吸热器。
[0017]本专利技术由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
[0018]1、本专利技术一实施例在腔式吸热器本体的前壁上设置有腔式吸热口，并在前壁的外表面上设置吸热管组，且吸热管组位于腔式吸热口的至少一侧；镜场的太阳能汇集至腔式吸热口处，腔式吸热口内的能流密度较高，太阳能通过腔式吸热口进入腔式吸热器内对颗粒进行加热，从而实现颗粒吸热器的功能；而腔式吸热口周围的能流密度相对较低，但仍可满足吸热温度较低的吸储热介质的能流密度要求，故可由吸热管组对该部分热量进行吸收并利用。采用吸热温度不同的吸储热介质，吸热温度较高的介质匹配SCO2循环发电，吸热温度较低的介质匹配蒸汽朗肯循环发电。两个循环系统均位于效率较高的温度区间，因此相比于现有的朗肯循环提高了发电效率，解决了现有腔式吸热器吸热效率较低的问题。
[0019]2、本专利技术一实施例采用的吸热管组为熔盐吸热管组，腔式吸热器内采用颗粒作为吸储热介质，而腔式吸热口周围则设置熔盐吸热管组，由熔盐对能流密度较低的区域进行吸热，颗粒的吸热温度高，匹配SCO2循环发电，熔盐的吸热温度低，匹配蒸汽朗肯循环发电，两个循环系统均位于效率较高的温度区间，因此相比于现有的朗肯循环提高了发电效率。3、本专利技术一实施例通过将吸热管组环绕腔式吸热口的中心设置，且形成颗粒吸热口，该颗粒吸热口不大于腔式吸热口，即减小了太阳能进入腔式吸热器本体的开口面积，可提升腔式吸热器的吸热效率。此时虽然腔式吸热器的截断效率降低，但未被吸热口截获的太阳辐射能通过四周的吸热管组吸收，因此吸热器整体的截断效率未降低，吸热器综合热效率相比于传统的腔式吸热器和外接式吸热器均有所提升。
[0020]4、本专利技术一实施例采用了在腔式吸热器壳体的周侧设置对应的吸热管组，即设置在前壁上，并将后壁和两个侧壁设置为相互密封连接的吸热管组组成的，即腔式吸热器壳体由吸热管组环绕而成，腔式吸热器壳体内的辐射损失和对流损失产生的热量通过温度较低的熔盐吸热管的内壁吸收，大大降低了热损失，提高了吸热器整体热效率。
[0021]5、本专利技术一实施例的腔式吸热器壳体采用自由下落式的腔式吸热器，颗粒会在下落过程中形成一道幕帘，而太阳光会穿透幕帘，导致大量热量被腔式吸热器本体的后壁吸收。而后壁吸热管组围绕而成，可吸收该部分太阳光，进一步增加吸热效率。
[0022]6、本专利技术一实施例中，由于太阳能会在腔式吸热器壳体内产生辐射损失和对流损失，产生的热量即可对设于外部的各个吸热管组的内侧进行加热，使得吸热管组内外均受热，增加了吸热面积，即可减少了吸热管数量，降低吸热管的成本。
[0023]7、本专利技术一实施例由于在腔式吸热器本体的周侧上均设置了对应的各个吸热管组，即由吸热管组围绕而成，可实现圆形镜场布置，增加了电站规模和土地利用率，降低了电站单位投资成本。
[0024]8、本专利技术一实施例在前壁上设置吸热管组，使得前壁以及腔式吸热口面对的能流密度限制较小，可面向镜场效率最高的镜场，因此可将更多的定日镜布置在镜场效率最高的镜场，提高了镜场效率。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的腔式吸热器的主视图；
[0026]图2为本专利技术的腔式吸热器的剖视图；
[0027]图3为本专利技术的腔式吸热器的俯视图；
[0028]图4为本专利技术的腔式吸热器的A视角示意图；
[0029]图5为本专利技术的腔式吸热器的B视角示意图；
[0030]图6为本专利技术的腔式吸热器的C
‑
C视角示意图；
[0031]图7为本专利技术的吸储热系统的示意图。
[0032]附图标记说明：1：腔式吸热器；101：腔式吸热器本体；102：热颗粒收集斗；103：冷颗粒入口；104：前壁吸热管组；105：前壁冷盐集箱；106：前壁热盐集箱；107：后壁吸热管组；108：后壁冷盐集箱；109：后壁热盐集箱；110：侧壁吸热管组；111：侧壁冷盐集箱；112：侧壁热盐集箱；2：颗粒热罐；3：颗粒/sCO2换热器；4：颗粒冷罐；5：颗粒提升系统；6：熔盐热罐；7：熔盐SGS系统；8：熔盐冷罐。
具体实施方式
[0033]以下结合附图和具体实施例对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种腔式吸热器，其特征在于，包括腔式吸热器本体和吸热管组；所述腔式吸热器本体的前壁设置有腔式吸热口；所述吸热管组设于所述前壁的外表面，且所述吸热管组位于所述腔式吸热口的至少一侧。2.如权利要求1所述的腔式吸热器，其特征在于，所述吸热管组的两端分别设置有热盐集箱和冷盐集箱。3.如权利要求2所述的腔式吸热器，其特征在于，所述吸热管组环绕所述腔式吸热口的中心设置并形成颗粒吸热口，所述颗粒吸热口不大于所述腔式吸热口。4.如权利要求1所述的腔式吸热器，其特征在于，还包括与所述腔式吸热器本体的前壁相对设置的后...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：浙江高晟光热发电技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：