基于二次反射聚光技术的固体颗粒吸热、储热、换热装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于二次反射聚光技术的固体颗粒吸热、储热、换热装置，包括复合抛物面聚光器、保温墙体、布料仓、水平物料输送机和螺旋式物料提升机；保温墙体内从上到下分别为吸热腔、高温储热仓、换热器仓和低温储热仓；复合抛物面聚光器安装在二次反射镜，布料仓安装在复合抛物面聚光器下部；保温墙体上端设有吸热腔环壁和吸热腔分流器，吸热腔环壁和吸热腔分流器壁面形成的空腔为吸热腔；低温储热仓出口连接水平物料输送机。本发明专利技术能适应二次反射塔式光热电站的运行特征，装置结构紧凑占地小，固体颗粒流速可调性强，加热均匀，热损失小，运行灵活，安全性高，使用本发明专利技术能有效保障光热电站安全稳定运行并具有较高的经济性。电站安全稳定运行并具有较高的经济性。电站安全稳定运行并具有较高的经济性。

【技术实现步骤摘要】
基于二次反射聚光技术的固体颗粒吸热、储热、换热装置


[0001]本专利技术属于太阳能光热发电领域，具体涉及一种基于二次反射聚光技术的固体颗粒吸热、储热、换热一体化装置。

技术介绍

[0002]在“碳达峰”、“碳中和”的背景下，光热、光伏、风电多种新能源互补的大基地建设模式日益得到关注及认可。太阳能热发电系统具有自带储能的特征，未来将和光伏、风电等新能源一起形成稳定可调节的基础电源。在充分竞争的市场环境下，光热发电技术势必要持续提升系统的稳定性，降低建设成本与运行成本，以适应未来新能源的发展趋势。
[0003]固体颗粒是一种稳定性高、耐高温、温度利用区间大且价格便宜的吸热及储能工质。目前，常见的吸光颗粒主要有石英砂、硬质粘土熟料和陶瓷颗粒。固体颗粒作为太阳能热发电技术的工质可使吸热及储热温度达到700℃以上，可配置超临界二氧化碳或氦气透平，采用布雷顿循环进一步提升系统的热力循环效率，从而达到降低度电成本的目的。
[0004]现有固体颗粒吸热器基于传统塔式技术，大多采用沙帘结构，吸热和储热装置分离，颗粒运动速度难以控制，出口温度不稳定，且热损失较大。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于：提供一种基于二次反射聚光技术的固体颗粒吸热、储热、换热一体化装置，可用于固体颗粒的吸热、储热及换热过程，具有吸热效率高、加热均匀、布置紧凑、运行安全、经济性高的特征。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是:基于二次反射聚光技术的固体颗粒吸热、储热、换热装置，具有光/>‑
热转换的功能。包括复合抛物面聚光器、保温墙体、布料仓、水平物料输送机和螺旋式物料提升机；所述保温墙体内从上到下分别为吸热腔、高温储热仓、换热器仓和低温储热仓；所述复合抛物面聚光器安装在二次反射镜下方；所述布料仓安装在复合抛物面聚光器下部，并固定在保温墙体上端；所述保温墙体上端设有吸热腔环壁和吸热腔分流器，所述吸热腔环壁和吸热腔分流器壁面形成的空腔为吸热腔；所述吸热腔环壁包括顶壁、侧壁和下壁，所述顶壁上通过支架安装有倾斜式吸热壁，所述倾斜式吸热壁位于布料仓的出口下方；所述侧壁和吸热腔分流器的受光面上均安装有辐射壁；所述吸热腔下方为高温储热仓，所述高温储热仓内设有墙体，所述吸热腔分流器安装在墙体上端；吸热腔分流器下端与吸热腔环壁的下壁之间设有仓门，所述高温储热仓下端设有出料斗；所述换热器仓安装在所述高温储热仓下方，高温储热仓出料斗位于换热器仓内部，所述换热器仓内部安装有换热器；所述出料斗与换热器进料斗相连；
所述低温储热仓安装在所述换热器仓的下方，所述低温储热仓出口安装有出料阀；所述低温储热仓出口连接水平物料输送机，所述水平物料输送机与螺旋式物料提升机相连，所述螺旋式物料提升机的出口连接布料仓。
[0007]本专利技术中：所述基于二次反射聚光技术的固体颗粒吸热、储热、换热一体化装置布置在定日镜场中心位置，位于二次反射塔下方，二次反射镜下方设置复合抛物面聚光器，将二次反射镜聚焦的太阳光再次汇聚。
[0008]本专利技术中：所述固体颗粒可以是石英砂、硬质粘土熟料和陶瓷颗粒中的一种或混合物。
[0009]本专利技术中：所述布料仓、倾斜式吸热壁布置在复合抛物面聚光器的下方，固体颗粒从布料仓出口均匀流布至倾斜式吸热壁受光面上，倾斜式吸热壁背部设置高度可变的吸热壁支架，用以调整倾斜式吸热壁的倾斜角度。
[0010]本专利技术中：所述倾斜式吸热壁受光面有阻流器件，可降低固体颗粒下降的速度，提高固体颗粒在倾斜式吸热壁受光面流动速度的可调性。
[0011]本专利技术中：所述吸热腔环壁和吸热腔分流器布置在倾斜式吸热壁下方，固体颗粒经倾斜式吸热壁吸收聚焦后的太阳能流后继续下落，在吸热腔内继续接受聚焦后的太阳能流、吸热腔辐射壁辐射能量以及曲面辐射壁的辐射能量的加热，进一步提高温度。所述吸热腔环壁的侧壁上的辐射壁表面为齿状结构。
[0012]本专利技术中：吸热腔分流器总体呈上小下大的结构，其纵剖面边缘曲线为圆锥曲线、正态分布曲线、正弦曲线或余弦曲线，适应二次反射的聚焦后的太阳能流分布，达到均匀加热固体颗粒的目的。所述吸热腔分流器外表面安装曲面辐射壁，用以分流及加热自倾斜式吸热壁下落而来的固体颗粒。
[0013]本专利技术中：经吸热腔分流器后下落的固体颗粒落入高温储热仓进行存储；换热器仓布置在高温储热仓下方，换热器仓内部布置2台或多台换热器；低温储热仓安装在换热器仓的下方，固体颗粒经换热器后落入低温储热仓，低温储热仓出口安装低温储热仓出料阀，固体颗粒经出料阀后落入装置底部的水平物料输送机上，将其输送至螺旋式物料提升机，并输送至布料仓。
[0014]本专利技术中：换热器仓可布置2台或多台换热器，换热器进料斗入口安装进口流量控制阀，根据热负荷调整换热器的运行台数及物料流量。
[0015]采用上述方案后，本专利技术有益效果为：（1）吸热、换热、储热装置采用一体化布置，结构紧凑，节省占地，热损失小，降低建造及运行成本。
[0016]（2）设置复合抛物面聚光器，将二次反射镜聚焦的太阳光再次汇聚，达到降低光损失、提高太阳能流均匀性的目的。
[0017]（3）倾斜式吸热壁背部设置高度可变的支架，用以调整倾斜式吸热壁的倾斜角度，可根据太阳能量调整固体颗粒在倾斜式吸热壁受光面上的运动速度，达到控制吸热温度的目的。
[0018]（4）倾斜式吸热壁受光面有阻流器件，可降低固体颗粒下降的速度，提高固体颗粒在倾斜式吸热壁受光面流动速度的可调性，进而提高加热温度的可控性。
[0019]（5）吸热腔环壁和吸热腔分流器布置在倾斜式吸热壁下方，固体颗粒在吸热腔内
继续接受聚焦后的太阳能流、吸热腔辐射壁辐射能量以及曲面辐射壁的辐射能量的加热，进一步提高温度，此种加热方式可提高加热的均匀性。
[0020]（6）吸热腔分流器总体呈上小下大的结构，其形状适应二次反射的聚焦后的太阳能流分布，达到均匀加热固体颗粒的目的。
[0021]（7）换热器仓布置2台或多台换热器，根据热负荷调整换热器的运行台数及物料流量，可灵活调整电站出力，以实现多能互补的目的。
附图说明
[0022]图1
‑
3是本专利技术的示意图，此处附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本专利技术的不当限定。
[0023]图1为本专利技术基于二次反射聚光技术的固体颗粒吸热、储热、换热装置的结构示意图；图中：1
‑
复合抛物面聚光器，2
‑
保温墙体，3
‑
布料仓，4
‑
水平物料输送机，5
‑
螺旋式物料提升机；其中保温墙体2内从上到下包括21
‑
吸热腔，22
‑
高温储热仓，23
‑
换热器仓，24
‑
低温储热仓；吸热腔21组成：211
‑
吸热腔环壁，2111
‑
顶壁、2112
‑
侧壁和2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于二次反射聚光技术的固体颗粒吸热、储热、换热装置，其特征在于，所述装置布置在定日镜场中心位置，位于二次反射塔下方；包括复合抛物面聚光器（1）、保温墙体（2）、布料仓（3）、水平物料输送机（4）和螺旋式物料提升机（5）；所述保温墙体（2）内从上到下分别为吸热腔（21）、高温储热仓（22）、换热器仓（23）和低温储热仓（24）；所述复合抛物面聚光器（1）安装在二次反射镜下方；所述布料仓（3）安装在复合抛物面聚光器（1）下部，并固定在保温墙体（2）上端；所述保温墙体（2）上端设有吸热腔环壁（211）和吸热腔分流器（212），所述吸热腔环壁和吸热腔分流器壁面形成的空腔为吸热腔（21）；所述吸热腔环壁（211）包括顶壁（2111）、侧壁（2112）和下壁（2113），所述顶壁（2111）上通过支架（214）安装有倾斜式吸热壁（213），所述倾斜式吸热壁（213）位于布料仓（3）的出口下方；所述侧壁和吸热腔分流器的受光面上均安装有辐射壁；所述吸热腔（21）下方为高温储热仓（22），所述高温储热仓（22）内设有墙体，所述吸热腔分流器（212）安装在墙体上端；吸热腔分流器下端与吸热腔环壁的下壁（2113）之间设有仓门（221），所述高温储热仓（22）下端设有出料斗（222）；所述换热器仓（23）安装在所述高温储热仓（22）下方，高温储热仓出料斗（222）位于换热器仓（23）内部，所述换热器仓内部安装有换热器（231）；所述出料斗（222）与换热器进料斗（2312）相连；所述低温储热仓（24）安装在所述换热器仓（23）的下方，所述低温储热仓出口安装有出料阀（241）；所述低温储热仓出口连接水平物料输送机（4），所述水平物料输送机（4）与螺旋式物料提升机（5）相连，所述螺旋式物料提升机（5）的出口连接布料仓（3）。2.根据权利要求1所述的基于二次反射聚光技术的固体颗粒吸热、储热、换热装置，其特征在于，所述复合抛物面聚光器（1）的纵剖面形状为1段、...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈煜达，宋士雄，谢文韬，陈昊，沈平，
申请(专利权)人：鑫晨光热上海新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：