[实用新型]一种太阳能聚能塔能源热交换系统

说明书

本实用新型公开了一种太阳能聚能塔能源热交换系统，包括集热器、储热器、高温固体颗粒板式热交换器、斗提机、定日镜、聚能塔架、涡轮机、发电机。集热器连接在斗提机和储热器之间；储热器连接在高温固体颗粒板式热交换器上方；高温固体颗粒板式热交换器连接在斗提机进料口上方；斗提机固定在聚能塔架上；定日镜以集热器正下方地面为中心从内向外呈环形布置，定日镜镜架固定于地面上，镜面与太阳光、集热器呈45°角；聚能塔架对部件进行支撑固定；涡轮机连接在高温固体颗粒板式热交换器上的超临界二氧化碳出口总管上；发电机连接在涡轮机上。本实用新型具有增强系统储热能力，提高设备寿命和热交换效率等优势。

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能热发电换热技术，具体为一种太阳能聚能塔能源热交换系统。

背景技术

在地球环境污染和能源形势日趋严峻的今天，太阳能作为一种新型的绿色可再生能源，具有储量大、经济、清洁环保等优点，越来越受到人们的重视，太阳能发电技术的应用更是目前关注的焦点；按太阳能采集方式不同，太阳能热发电主要分为塔式、槽式、碟式、线性菲涅尔式四种，其中槽式聚光器的几何聚光比低以及集热温度不高，使得抛物槽式太阳能光热发电系统中动力子系统的热转功效率偏低，通常在35％左右。因此，单纯的抛物槽式太阳能光热发电系统在进一步提高热效率、降低发电成本方面的难度较大；线性菲涅尔式太阳能热发电系统效率不高；碟式太阳能热发电系统单机规模受到限制，造价昂贵。与另外三种光热发电方式相比，塔式太阳能热发电系统具有聚光比高、集热温度高、热传递路程短、热损耗少、系统综合效率高等特点，可实现高精度、大容量、连续发电，是大型太阳能发电中前景最好的，也是最为理想的发电方式，但是目前塔式太阳能热发电系统利用聚光太阳能集热器将太阳辐射能收集起来，加热水或通过其他传热介质加热水，使之产生蒸汽，驱动动力发动机，再带动发电机进行发电，因此传统的塔式太阳能热发电系统具有成本高、储热能力弱、设备易腐蚀、换热效率低、维护困难等缺点，故而提出一种太阳能聚能塔能源热交换系统来解决上述问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中塔式太阳能热发电系统成本高、储热能力弱、设备易腐蚀、换热效率低、维护困难等问题，本实用新型提供一种太阳能聚能塔能源热交换系统，此工艺通过引入固体载热剂沙或陶瓷支撑剂作为能量存储介质以及高温固体颗粒热交换器作为高温固体载热剂与流体介质超临界二氧化碳热交换设备，由于采用高温固体颗粒作为能量存储介质，可以大量用来进行存储太阳能，可以显著提高储热能力和降低成本；高温固体颗粒与流体介质通过高温固体颗粒热交换器间接换热，有效降低设备腐蚀，提高设备寿命；所用高温固体颗粒热交换器传热面积大，换热效率高，维护方便，可显著降低塔式太阳能热发电系统的塔承重，减小设备重量和体积。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能聚能塔能源热交换系统，包括集热器、储热器、高温固体颗粒板式热交换器、斗提机、定日镜、聚能塔架、涡轮机、发电机。

上述的太阳能聚能塔能源热交换系统，所述集热器上设置有集热器进料口和集热器出料口；所述集热器进料口与斗提机出料口连接；所述集热器出料口与储热器进料口连接；所述储热器上设置有储热器进料口和储热器出料口；所述储热器出料口与进料仓进料口连接；所述高温固体颗粒板式热交换器连接在斗提机进料口上方；所述高温固体颗粒板式热交换器上设置有进料仓、换热板组、下料器、旋转阀；所述进料仓上部与储热器连接，下部与换热板组连接；所述换热板组设置有超临界二氧化碳进口总管、超临界二氧化碳出口总管、传热板；所述换热板组上部与进料仓连接，下部与下料器连接；所述下料器上设置有下料器出料口，所述下料器出料口与旋转阀连接，所述旋转阀与斗提机进料口连接，通过旋转阀控制出料；所述斗提机与集热器进料口和旋转阀连接，实现固体载热剂的输送；所述定日镜是指由一系列定日镜以集热器正下方地面为中心从内向外呈环形布置，定日镜镜架固定于地面上，镜面与太阳光、集热器呈45°角，大量镜面通过特定角度将太阳光聚集到装在聚能塔架上的集热器上；所述聚能塔架对所有部件起到支撑固定作用；所述涡轮机与超临界二氧化碳出口总管连接，通过高温高压的超临界二氧化碳驱动将热能转化为机械能；所述发电机与涡轮机相连，由涡轮机驱动发电，将机械能转化为电能。