[发明专利]固体粒块碟式太阳能流态化驱动换热传热系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能热能利用，特别是利用碟式太阳能加热及传热和利用。

背景技术

对固体颗粒的传输，现有技术为车船等交通工具，以及采用传送带、料斗的设备，但是没有如传输液体一样的采用泵进行传输；

对于传热，100度以下基本采用水，100-400度采用导热油，400-600度采用熔融盐，但是高于600度，目前没有经济可靠的方式，实现传热、换热。

在太阳能领域，采用熔融盐蓄热传热，虽然熔融盐可以实现高温的储存，但是由于其需要从固态转变为液体，因而需要热能将其加热，同时熔融盐的毒性、经济型、安全性也存在问题，因而熔融盐蓄热的使用受到限制。

在太阳能领域，也采用空气或其他气体进行蓄热，但其热熔小，无法实现大规模的热能存储。

对于碟式太阳能聚焦系统，通常采用熔融盐进行传热，但是由于熔融盐温度的限制，仅仅可以提供600度温度，为了实现高温采用空气进行传热，但是，空气的热容很小，很难传递大量的热能。

发明内容

本发明的目的是提供固体粒块碟式太阳能流态化驱动换热传热系统，既可以实现固体的驱动，以实现对固体的传输，又可以利用传输的高温固体，实现高温、大规模、低成本、高效率的传热及蓄热，并适合于10-1500度的温度的传热、蓄热。本发明采用固体粒块取代熔融盐和空气，采用动力装置驱动固体粒块与流体在流态化腔室内内实现流态化流动。将采固体粒块设置在传送器件上，传送器件设置在保温管内，将太阳能碟式太阳能镜采集的热能加热固体粒块，并通过传输器件将固体粒块传输到蓄热器内，完成热能的采集和传热。本发明可以实现高温、大规模、低成本、高效率的采集及传热，并适合于10-1500度的温度工作。

具体发明内容如下：

固体粒块碟式太阳能流态化驱动换热传热系统，由碟式太阳能镜、碟式太阳能光热转换器、保温管、传送器件、蓄热换热器组成一组太阳能碟式采集系统，其特征是：包括固体粒块流态化驱动泵；

所述固体粒块流态化驱动泵，由动力装置、流态化腔室、固体粒块进口、固体粒块出口、流体进口、流态化床、电子控制装置、壳体组成，固体粒块通过固体粒块进口进入到流态化腔室内，流体通过设置在流态化腔室壳体上的流体进口进入到流态化腔室内，进入到流态化室内的固体粒块及流体进行混合达到流态化状态，或者固体粒块及流体进行混合由动力装置提供动力驱动使其达到流态化状态，流态化床设置在动力装置与流态化腔室之间，动力装置提供的气体经流态化床进入到流态化室内，固体粒块及流体从固体粒块出口流出到流态化腔室外部，实现固体粒块的流态化流动；

将固体粒块流态化驱动泵设置在太阳能碟式采集系统的支架上或地面上，固体粒块设置在装载箱内，固体粒块流态化驱动泵、碟式太阳能光热转换器与蓄热换热器分别通过上行管道和下行管道以及连接管道相互连接形成一个闭环的回路系统，固体粒块经由固体粒块流态化驱动泵驱动，沿固体粒块上行管道进入到设置在碟式采集系统的焦点部位的碟式太阳能光热转换器中，经碟式太阳能光热转换器转化的热加热固体粒块，使得固体粒块温度达到600-1200度，然后固体粒块沿着下行管道进入到蓄热换热器中，蓄热换热器与发电的工作介质进行热交换，从而使固体粒块的温度降到100-400度，低温的固体粒块沿着连接管道进入到装载箱内，再由固体粒块流态化驱动泵驱动进入到碟式太阳能光热转换器中，从而实现利用固体粒块流态化驱动泵驱动，固体粒块在封闭循环管道内进行循环，实现高温的采集和传热、换热、蓄热。

所述的动力装置选择下列的一种或多种：风机或空压机。

下行管道与多个蓄热换热器进行连接，可以将固体粒块储存在不同的蓄热换热器中实现蓄热，但需要使用此热能时，再通过流体与固体粒块换热，实现热能的应用。

在进行100度以上高温传输过程中，在动力装置与流态化腔室之间设置有隔热腔室，以保证动力装置可以正常的工作。

隔热腔室内部充入下列一种或多种材料用于完成隔热：

A、真空气体或惰性气体，用于增加热阻，实现隔热；

B、液体绝热材料；

C、相变材料；

D、固体隔热材料；

在隔热腔室的壳体上，设置有用于隔热材料进出的进口与出口。

在换热器、光热转换器、蓄热器管道的内部设置有螺纹、翅片、凸点，用于实现对固体粒块在流动过程中的扰流，提高固体粒块的传热能力。