一种太阳能热发电用螺旋轴式固体颗粒吸热器.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115900100A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211458289.2(22)申请日2022.11.17(71)申请人中国科学院电工研究所地址100190北京市海淀区中关村北二条6号(72)发明人白凤武余裕璞王志峰(74)专利代理机构北京科迪生专利代理有限责任公司11251专利代理师李晓莉(51)Int.Cl.F24S20/20(2018.01)F24S60/00(2018.01)F24S70/60(2018.01)F24S80/00(2018.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种太阳能热发电用螺旋轴式固体颗粒吸热器(57)摘要本发明公开一种太阳能热发电用螺旋轴式固体颗粒吸热器，包括颗粒分配器，电机，传动机构，螺旋轴螺旋轴，吸热管，固体颗粒，漏斗，高温颗粒储罐，低温颗粒储罐和提升机。螺旋轴放置在吸热管内，与吸热管同心，上方连接传动机构与电机。固体颗粒在重力和螺旋轴的摩擦力的作用下沿周向和向下方向运动。固体颗粒在吸热管内部被加热，通过调控螺旋轴的转速和漏斗出口阀门开度实现颗粒流量的调控。CN115900100ACN115900100A权利要求书1/1页1.一种太阳能热发电用螺旋轴式固体颗粒吸热器，其特征在于，所述吸热器包括颗粒分配器(1)，电机(4)，冷却泵(19)、传动机构(5)，螺旋轴(7)，吸热管(9)，漏斗(10)，高温颗粒储罐(13)，低温颗粒储罐(14)和提升机(17)；颗粒分配器(1)通过进口导流装置(3)与吸热管(9)连接；螺旋轴(7)位于吸热管(9)内部，与吸热管(9)同心；电机(4)通过传动机构(5)与螺旋轴(7)连接；漏斗(10)位于吸热管(9)下部，漏斗(10)通过出口导流装置(12)与高温颗粒储罐(13)连接；低温颗粒储罐(14)通过提升机(17)与颗粒分配器(1)连接。2.如权利要求1所述的一种太阳能热发电用螺旋轴式固体颗粒吸热器，其特征在于，螺旋轴(7)的外缘与吸热管(9)内壁的距离为3‑5倍固体颗粒直径。3.如权利要求1所述的一种太阳能热发电用螺旋轴式固体颗粒吸热器，其特征在于，螺旋轴(7)的旋转中心与吸热管(9)的截面所形成的圆同圆心。4.如权利要求1所述的一种太阳能热发电用螺旋轴式固体颗粒吸热器，其特征在于，螺旋轴(7)的叶片类型为螺旋带式叶片或者斜叶浆式叶片。5.如权利要求1所述的一种太阳能热发电用螺旋轴式固体颗粒吸热器，其特征在于，传动机构(5)放置于吸热管(9)上部，传动机构(5)的下部与螺旋轴(7)的上端采用机械结构连接。6.如权利要求1所述的一种太阳能热发电用螺旋轴式固体颗粒吸热器，其特征在于，螺旋轴(7)的下端预留3％～6％的膨胀端。7.如权利要求1所述的一种太阳能热发电用叶轮式固体颗粒吸热器，其特征在于，螺旋轴(7)的转动方向有两个，正转时颗粒自上向下运动，反转时颗粒自下向上运动。8.如权利要求1所述的一种太阳能热发电用螺旋轴式固体颗粒吸热器，其特征在于，电机(4)放置于传动机构(5)上部，电机(4)与传动机构(5)采用机械结构连接。9.如权利要求1所述的一种太阳能热发电用叶轮式固体颗粒吸热器，其特征在于，电机(4)与冷却泵(19)相连，冷却泵(19)保证电机的温度位于正常工作温度范围内。2CN115900100A说明书1/5页一种太阳能热发电用螺旋轴式固体颗粒吸热器技术领域[0001]本发明涉及一种太阳能热发电用吸热器，特别涉及一种太阳能热发电用螺旋轴式固体颗粒吸热器。背景技术[0002]提高太阳能热发电的效率是降低电站成本的主要方法之一，塔式电站由于聚光比可达1000以上，能够有效提高工质的运行参数，因此在提高发电效率方面具有较大的潜力。传统的吸热工质如水蒸气/导热油、熔融盐/液态金属等受工作温度和化学稳定性所限，在提高发电效率和降低发电成本方面效果有限。固体颗粒由于具有承受温度高、性能稳定、价格低廉、比热大的优势，为驱动超超临界蒸汽动力循环、超临界CO2布雷顿循环甚至燃气‑蒸汽联合循环提供了可能，可能极大地降低发电成本。国内外围绕固体颗粒吸热器进行了诸多研究，主要集中在美国、德国、法国、澳大利亚、沙特阿拉伯和中国等。固体颗粒吸热器主要分为自由下落式、阻碍下落式、旋转窑式、流化床式等几种，其中依靠重力下落的吸热器由于运行过程简单，被认为是最有前途、最有可能大型化的技术。[0003]欧洲专利EP2630219A2公布了一种利用固体颗粒在不透明金属管里流化吸热的吸热器，能够有效控制颗粒流动和强化吸热，但该专利是利用金属管的间接吸热与换热，存在金属管受热不均后的热应力破坏和局部热斑被烧熔的问题，同时由于管内固体颗粒的无序流动，极易造成金属管内壁面的磨损，影响金属管的使