[实用新型]一种聚光集热与热化学储能一体化装置

说明书

本实用新型提供一种聚光集热与热化学储能一体化装置，属于新能源技术领域，包括自上而下依次设置的：聚光反应器、释热反应器和低温颗粒存储器，还包括：提升装置、空气压缩机和透平，释热反应器接收从聚光反应器内输出的固体颗粒，空气压缩机的出口与释热反应器的反应气进口连通，从而在释热反应器内使固体颗粒进行放热反应；本实用新型的聚光集热与热化学储能一体化装置，将聚光反应器、释热反应器、低温颗粒存储器自上而下依次设置，利用重力作用输送固体颗粒，然后通过提升装置使固体颗粒进行循环，然后可采用空气压缩机将外部气体压缩口直接送入释热反应器进行放热反应，从而无需设置气体储罐，解决了一体化设备体积庞大的问题。

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，具体涉及一种聚光集热与热化学储能一体化装置。

背景技术

太阳能聚光集热是通过反射镜将太阳光汇聚到太阳能热收集装置中，利用太阳能热收集装置内的传热介质(液体或气体)，直接驱动发电机发电或者高质量热传输利用。通过太阳能聚光集热可以利用太阳能的高温热，提供一种可靠电力和灵活调节特性的可再生能源利用方式。太阳能聚光集热是采用物理手段进行能量存储与转换，全生命周期的CO2排放仅为13～19g/kWh，在碳中和时代背景下，将会在传统煤电的更替进程中发挥更大作用。

当前，为了匹配太阳能光热利用的间歇性，集成低成本储热技术是提升太阳能热利用效率的关键。传统以熔盐作为蓄热介质的高温储能技术，通常需要两个不同温度的熔盐罐组成，依靠换热流体实现两罐之间所存储热量的传输和释放。然而，双罐熔盐系统的储热密度较低(仅为0.4GJ/m3)，设备体积庞大。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的太阳能聚光集热系统中采用双罐设备体积庞大的缺陷，从而提供一种聚光集热与热化学储能一体化装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种聚光集热与热化学储能一体化装置，包括：

聚光反应器，用于接收太阳光，在所述聚光反应器内适于容纳能够进行热反应的固体颗粒，所述固体颗粒利用太阳能热量进行分解反应，从而形成固体颗粒和反应气体；

释热反应器，设置在所述聚光反应器的下方，用于接收从所述聚光反应器内输出的固体颗粒；

低温颗粒存储器，设置在所述释热反应器的下方，用于接收从所述释热反应器内输出的固体颗粒；

提升装置，进口连通所述低温颗粒存储器，出口连通所述聚光反应器，所述提升装置用于将所述低温颗粒存储器内的固体颗粒提升输送至所述聚光反应器内；

空气压缩机，进口与外部气源连通，出口与所述释热反应器的反应气进口连通；

透平，进口与所述释热反应器的反应气出口连通。

可选地，所述透平的旋转轴与所述空气压缩机的旋转轴直接或间接连接。

可选地，所述聚光反应器的上方设置有气固换热器，所述气固换热器具有与所述提升装置的出口连通的固体进口；

所述气固换热器还具有气相进口和固体出口，所述气相进口和固体出口分别与所述聚光反应器连通，所述气相进口用于接收从所述聚光反应器内输出的反应气体，所述固体出口用于朝向所述聚光反应器内输出所述固体颗粒。

可选地，所述气固换热器的气相出口与所述释热反应器的反应气进口连通。

可选地，所述聚光反应器的下方设置有高温颗粒存储器，所述高温颗粒存储器的进口与所述聚光反应器的固相出口连通，所述高温颗粒存储器的出口与所述释热反应器的固相进口连通。

可选地，所述聚光反应器上具有进气口，所述进气口用于通入利于所述固体颗粒进行分解反应的气体。

可选地，所述固体颗粒包括：氧化物、钙钛矿、碳酸盐、氢氧化物中的一种或多种的组合。