腔式颗粒吸热器及其调节方法与流程

本发明属于换热器，具体涉及一种腔式颗粒吸热器及其调节方法。

背景技术：

1、随着双碳目标下高比例新能源电力系统的构建，光伏、风电等新能源出力不稳定的特性导致弃风弃光现场日益突出。光热发电是一种优良的储能调峰电源，与光伏、风电协同可实现稳定的电力输出。目前，已实现商业化应用的熔盐储能型光热发电技术度电成本仍旧偏高，限制了光热技术的发展。因此，国内外正在研究以固体颗粒吸热储热为核心技术的下一代光热发电技术。

2、颗粒吸热器是固体颗粒吸热储热技术的核心设备，自由下落式吸热器是目前主流的颗粒吸热器形式之一，其采用腔式开口的吸热结构，太阳能通过吸热器开口聚焦到自由下落行程的颗粒幕帘上，颗粒吸收太阳能后升温。自由下落式吸热器结构简单，设备成本低，但面对太阳光负荷变化而需要对颗粒流量调节时，其难度较大。主要体现在：进入吸热器的颗粒流道是一种厚度薄、宽度大的狭长形通道，为此只能通过在厚度或宽度方向调节通道的同流面积以实现颗粒流量的调节。但是，若要从厚度方向调节，由于幕帘本身就相对较薄，仅有几十～几百毫米，即使能找到相应的调节手段，对于厚度调节时的调节精度也会很差，很容易导致吸热效率大幅降低；若从长度方向进行流量调节，可调节的精度虽然较高，但为保证颗粒下落幕帘足够的受光面积，在太阳负荷发生变化时，调节幕帘的宽度会导致大量太阳光从幕帘两侧穿过而不被颗粒幕帘吸收。

技术实现思路

1、本发明提供了一种腔式颗粒吸热器及其调节方法解决上述提到的技术问题，具体采用如下的技术方案：

2、一种腔式颗粒吸热器，包含：

3、壳体，形成有换热腔，所述壳体的上部形成有进料口，所述壳体的侧部形成有入射口；

4、输入组件，连接至所述壳体的进料口，所述输入组件用于可调节地向所述壳体输入吸热颗粒以在所述换热腔内形成不同宽度的颗粒幕帘；

5、光斑调节组件，连接至所述入射口，入射光经过所述光斑调节组件后通过所述入射口照射至所述颗粒幕帘，所述光斑调节组件用于调节照射至所述颗粒幕帘的入射光的光斑的大小。

6、进一步地，所述光斑调节组件包含凹透镜、凸透镜和距离调节机构，所述凹透镜设置于所述入射口，所述凸透镜间隔所述凹透镜一定距离设置于所述壳体外部，所述距离调节机构连接至所述凸透镜用于调节所述凸透镜与所述凹透镜的距离。

7、进一步地，所述凹透镜密封安装至所述入射口。

8、进一步地，所述凹透镜与所述入射口之间形成有密封件。

9、进一步地，所述输入组件包含进料仓和宽度调节机构；

10、所述进料仓通过连接管道连接至所述进料口；

11、所述宽度调节机构设置于所述连接管道用于调节通过所述连接管道的颗粒幕帘的宽度。

12、进一步地，所述进料仓设置于所述壳体的上方。

13、进一步地，所述腔式颗粒吸热器还设有检测器，所述检测器用于检测入射光的强度。

14、进一步地，入射光以向上倾斜的方式入射至所述壳体内。

15、一种腔式颗粒吸热器的调节方法，包含以下步骤：

16、检测入射光的强度；

17、根据入射光的强度调节照射至颗粒幕帘的光斑的大小；

18、根据入射光的强度调节所述颗粒幕帘的宽度。

19、进一步地，所述腔式颗粒吸热器的外壳设有入射口，所述腔式颗粒吸热器包含凹透镜、凸透镜和距离调节机构，所述凹透镜设置于所述入射口，所述凸透镜间隔所述凹透镜一定距离设置于所述壳体外部，所述调节机构连接至所述凸透镜用于调节所述凸透镜与所述凹透镜的距离。

20、所述根据入射光的强度调节照射至颗粒幕帘的光斑的大小的具体方法为：

21、根据入射光的强度调节所述距离调节机构改变所述凸透镜与所述凹透镜之间的距离从而调节照射至颗粒幕帘的光斑的大小。

22、本发明的有益之处在于所提供的腔式颗粒吸热器及其调节方法，能够在确保适宜的幕帘厚度的前提下，根据入射光的强度调节照射至颗粒幕帘的光斑的大小，同时适应性调节颗粒幕帘的宽度使其与光斑的大小相匹配。

技术特征：

1.一种腔式颗粒吸热器，其特征在于，包含：

2.根据权利要求1所述的腔式颗粒吸热器，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的腔式颗粒吸热器，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的腔式颗粒吸热器，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的腔式颗粒吸热器，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的腔式颗粒吸热器，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的腔式颗粒吸热器，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的腔式颗粒吸热器，其特征在于，

9.一种腔式颗粒吸热器的调节方法，其特征在于，包含以下步骤：

10.根据权利要求9所述的腔式颗粒吸热器调节方法，其特征在于，

技术总结本发明公开了一种腔式颗粒吸热器及其调节方法，腔式颗粒吸热器包含：壳体，形成有换热腔，所述壳体的上部形成有进料口，所述壳体的侧部形成有入射口；输入组件，连接至所述壳体的进料口，所述输入组件用于可调节地向所述壳体输入吸热颗粒以在所述换热腔内形成不同宽度的颗粒幕帘；光斑调节组件，连接至所述入射口，入射光经过所述光斑调节组件后通过所述入射口照射至所述颗粒幕帘，所述光斑调节组件用于调节照射至所述颗粒幕帘的入射光的光斑的大小。本发明提供的腔式颗粒吸热器及其调节方法，能够在确保适宜的幕帘厚度的前提下，根据入射光的强度调节照射至颗粒幕帘的光斑的大小，同时适应性调节颗粒幕帘的宽度使其与光斑的大小相匹配。技术研发人员：俞明锋,章颢缤,宓霄凌,王伊娜,周楷受保护的技术使用者：浙江高晟光热发电技术研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4