[实用新型]一种太阳能高温颗粒吸热器

说明书

本实用新型涉及一种太阳能高温颗粒吸热器，包括颗粒入口、L型阻挡装置、颗粒出口，所述L型阻挡装置具有侧板和底板，用于阻挡颗粒，降低颗粒下落速度，所述侧板具有迎光面和背光面，所述底板位于所述侧板的迎光面，颗粒从所述颗粒入口进入，受到重力作用下落，当颗粒遇到所述L型阻挡装置的侧板时，将沿着所述侧板的迎光面依靠重力作用继续下落，当颗粒下落到所述底板上时，由于所述底板的阻碍作用，降低了颗粒下落速度，颗粒从所述底板再次落下，最后从所述颗粒出口流出，颗粒在下落过程中不断被聚焦太阳光所加热。

技术领域

本实用新型涉及太阳能高温热利用，尤其涉及一种太阳能高温颗粒吸热器。

背景技术

随着传统化石能源的巨大消耗，人们面对日益严峻的能源与环境问题。新的能源技术革命要从提高能源利用效率以及优化能源消费结构着手。提高非化石能源比例，特别是可再生能源比例对于未来的能源和环境有着重要的意义。可再生能源已经被作为新一代能源技术的战略制高点。可再生能源包括了水能、风能、太阳能、生物质能、地热能和海洋能等。其中太阳能分布广泛，安全清洁，总量巨大，取之不尽用之不竭，受到了广泛关注，是可再生能源中的重要组成部分。

太阳能热发电的原理是利用吸收器将聚焦太阳光转化为高温热能，作为动力循环的热源，产生机械能，带动发电机组发电。常见太阳能热发电形式有碟式、槽式和塔式系统等。太阳能热发电可以通过廉价的储热，提高发电时长和效率，具有良好的电力输出稳定性和可调度性。随着可再生能源利用比例的大幅增加，太阳能热发电可作为基础负荷以及调峰电源，对提高电网对光伏、风电等不稳定的可再生能源的消纳能力具有重要作用。

太阳能热发电技术种类较多，目前逐步成熟，进入商业化阶段，但是成本依然较高，竞争力不强，亟需进行技术创新以提高效率和降低成本。太阳能热发电工作温度越高，效率越高。现阶段太阳能热发电大规模应用的二元熔盐（60%NaNO3+40%KNO3）由于其使用温度限制（565℃），不能满足下一代的高温储热技术的要求，限制了动力循环的工作温度的进一步提高。下一代的太阳能热发电技术将会有更高的工作温度和更高的系统效率。以蒸汽朗肯循环为例，汽轮机的蒸汽参数从530℃提高到550℃，其热耗将下降1%，对于100兆瓦的机组，全年可增加发电量近400万千瓦时；当蒸汽参数达到620℃时，发电效率可达48%，大幅高于目前太阳能热发电站中的朗肯循环效率（~40%）。

采用固体颗粒作为高温太阳能的吸热和储热介质具有众多优点：由于颗粒具有较高的黑度、比热容以及融化温度，因此其太阳能吸收效率高，储热温度高、储热密度大；颗粒作为高温吸热介质的同时也是太阳能的储热介质，将太阳能以高温热能的方式存储起来，保证太阳能热发电的连续性和稳定性；颗粒对聚焦太阳光斑的不均匀性有较强的承受能力，颗粒本身的流动性使得温度比较均匀，减少了热应力对吸热器寿命的影响。

目前颗粒吸热器主要有以下几种：幕帘式、流化床式、管内流、离心式等形式。如颗粒幕帘式吸热器中，颗粒从顶端开口处受重力作用落下而自由落下，形成一层颗粒幕帘，在颗粒的下落过程中，被聚焦的太阳光直接照射加热，加热后高温颗粒被存储，并根据需要加热的动力循环工质，最终对外输出电能；离心式颗粒在旋转的筒内，受到离心力的作用而贴着壁面下落，并在下落的过程中被聚焦太阳光不断加热。目前上述颗粒吸热器还处于研究阶段，主要面临流量及停留时间不易控制、单程升温小、机械结构复杂、难以规模化放大、密封困难等问题，离商业化应用仍有不少距离。

发明内容

本实用新型针以上颗粒吸热器规模化利用所面临的问题，提出了一种太阳能高温颗粒吸热器及集热储热方法，采用L型阻挡装置，对从颗粒入口下落的颗粒进行阻挡进而降低下落速度，从L型阻挡装置继续下落的颗粒进一步被聚焦太阳光加热，加热后的颗粒从颗粒出口流出。L型阻挡装置能够有效降低颗粒流速，增加颗粒停留时间及出口温度，减少颗粒散失量。本实用新型的具体方案如下：