[发明专利]一种蜂窝状颗粒换热器及储热发电系统

说明书

本发明公开了一种蜂窝状颗粒换热器及储热发电系统，换热器包括换热单元，所述换热单元包括颗粒通道和水通道，所述水通道设置于颗粒通道的一侧；沿着颗粒通道的长度方向，颗粒通道和水通道之间设置有若干导热棒，导热棒的一端与水通道连接，导热棒的另一端伸入颗粒通道的侧壁中，颗粒通道的内壁在每个导热棒端部的位置开设有凹坑，导热棒端部位于所述凹坑的底部，颗粒通道与凹坑的表面均具有耐磨层。本发明能够有效避免减弱颗粒对换热器内壁的磨损，满足太阳能高效颗粒储热发电的要求。

技术领域

本发明属于新能源物理储热发电领域，涉及一种蜂窝状颗粒换热器及储热发电系统。

背景技术

能源是现代社会存在和发展的基石。随着全球经济社会的不断发展，能源消费也相应的持续增长。随着时间的推移，化石能源的稀缺性越来越明显。在化石能源供应日趋紧张的背景下，大规模的开发和利用可再生能源已成为未来各国能源战略中的重要组成部分。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、确实的长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。

众所周知，太阳能是一种可持续利用的清洁能源，当前世界面临人口、资源、环境的挑战，在寻求人类社会可持续发展的进程中，太阳能利用日益为世界各国所重视，太阳能作为一种高效、无污染的可再生资源，目前已逐渐被各行各业所利用。这对缓解能源紧张状况，减少环境污染，同时提高人们的生活水平，具有非常重要的意义。地球以173×105瓦的功率接收来自太阳的辐射能，全球每年得到的太阳能相当于68万亿吨石油，其开发和利用有着极大的潜力。为应对全球气候变化，实现“3060”碳达峰和碳中和目标，电力必须大力发展新能源发电技术。而太阳能光热发电就是一种新能源发电新型技术，它是利用太阳能光热将介质加热，介质进入透平电动发电机发电。目前常用的介质为水、熔盐、CO₂、微细颗粒，水、熔盐、CO₂研究甚多，已经达到示范阶段；而颗粒作为介质的太阳能发电研究甚少，且颗粒储热温度高，储热密度比熔盐提高12％左右，整个流动过程中无需伴热，不会凝固，是一种优良的太阳能储热介质。而采用颗粒储热利用，涉及到颗粒换热器磨损问题，如何避免及减弱颗粒对内壁的磨损是至今面临的一大难题，也是颗粒储热发展面临的瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种蜂窝状颗粒换热器及储热发电系统，本发明能够有效避免减弱颗粒对换热器内壁的磨损，满足太阳能高效颗粒储热发电的要求。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种蜂窝状颗粒换热器，包括换热单元，所述换热单元包括颗粒通道和水通道，所述水通道设置于颗粒通道的一侧；沿着颗粒通道的长度方向，颗粒通道和水通道之间设置有若干导热棒，导热棒的一端与水通道连接，导热棒的另一端伸入颗粒通道的侧壁中，颗粒通道的内壁在每个导热棒端部的位置开设有凹坑，导热棒端部位于所述凹坑的底部，颗粒通道与凹坑的表面均具有耐磨层。

优选的，所述凹坑的表面为光滑面，凹坑的口部与颗粒通道的内壁之间光滑过渡，导热棒的端面作为凹坑的底面，凹坑的底部与导热棒的端面之间光滑过渡。

优选的，沿着颗粒通道的周向，均匀设有若干所述水通道。

优选的，所述耐磨层为耐磨陶瓷材质；颗粒通道采用不锈钢管道或陶瓷管道；导热棒采用不锈钢导热棒，水通道采用不锈钢管道。

优选的，若干导热棒沿颗粒通道的长度方向均匀分布。

优选的，本发明蜂窝状颗粒换热器还包括外壳以及若干个所述换热单元，外壳为保温外壳，外壳上设有颗粒入口、颗粒出口、进水口和出水口，所有换热单元设置于所述外壳内；所有颗粒通道的一端与颗粒入口连通，所有颗粒通道的另一端与颗粒出口连通；所有水通道的一端与进水口连通，所有水通道的另一端与出水口连通。

优选的，颗粒入口与出水口位于外壳的一侧，颗粒出口和进水口位于外壳的另一侧。