技术领域
[0001] 本
发明实施例涉及太阳能开发技术领域，尤其涉及一种太阳能接收器。
背景技术
[0002] 太阳能资源总量丰富，全球
能源大都直接或间接来自太阳能。但太阳能本身
能量密度较低，传统利用方式对太阳能资源的利用效率有待提高，目前广泛研究的聚光型太阳能发电技术将低品位
热能聚焦后提升品位，随后利用热
力循环将热能转换为输送和使用较为便捷的
电能，是未来太阳能利用领域的重要
支撑技术。为获得更好的热电转化效率，需不断提升聚光型太阳能发电系统的储热
温度。在现有太阳能发电和发热技术中，塔式光热发电技术可获得超过1000℃的高储热温度，且拥有高聚光比和受地形限制小等优势。
[0003] 在整个塔式光热发电技术中接收器是获取高品位聚焦太阳能的核心部件，现有接收器中常用的载热介质主要是采用
水/水蒸气、空气、
导热油和熔融盐等，但水/水蒸气吸
热管温差大、管内压力过大；空气
热容量低、
传热特性较差；熔融盐存在高温分解、
腐蚀以及低温
凝固堵塞等问题。因此，基于上述载热介质的接收器传热和储热技术应用到700℃以上存在较大困难。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种太阳能接收器，用以解决现有的光热接收器热容量低及传热效果差的问题。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种太阳能接收器，包括流化装置、气源、吸热管，所述流化装置有多个，每个所述流化装置上安装至少一根所述吸热管，每个所述流化装置设有进
风口及进料口，每个所述进料口用于向相应的所述流化装置内供给固体颗粒，每个所述进风口均与所述气源相连，每个所述进风口处安装用于调节进风量的控制
阀。
[0006] 其中，所述气源有多个，多个所述流化装置与多个所述气源一一对应设置。
[0007] 其中，所述气源包括鼓风机，所述鼓风机通过气体管道与所述进风口相连，所述
控制阀安装在所述气体管道上。
[0008] 其中，还包括分离器，多根所述吸热管的出口均与所述分离器的进料口相连。
[0009] 其中，所述分离器包括旋风分离器，所述旋风分离器的进口与所述吸热管的出口相连，所述旋风分离器的出气口与大气连通。
[0010] 其中，所述分离器还包括
重力分离器，所述重力分离器的进料口与所述吸热管的出口相连，所述旋风分离器的进料口与所述重力分离器的出料口相连。
[0011] 其中，还包括供料仓及送料管，所述送料管有多根，多根所述送料管的一端分别与所述供料仓相连，另一端分别与多个所述流化装置一一对应连接。
[0012] 其中，还包括储料仓，所述储料仓的进料口与所述旋风分离器的出料口相连。
[0013] 其中，每根所述吸热管的外表面涂有选择性吸热涂层。
[0014] 其中，所述固体颗粒的熔点高于600℃，所述固体颗粒的外径范围在5-3000μm。
[0015] 本发明提供的太阳能接收器，低温固体颗粒从进料口进入流化装置内，并与气源提供的气流混合实现流态化，形成气固混合体，气固混合体中的固体颗粒在吸热管内吸收太阳能形成高温固体颗粒，从而将太阳能的光能量转化热能存储在高温固体颗粒中；在流化装置的进风口处安装有控制阀，通过调整控制阀可以控制进入流化装置内的气体流量，进而控制吸热管内气固混合体的流速，实现多根吸热管内流速的独立或部分独立调控，降低相互之间气固混合体流动过程中的干扰，便于实现吸热过程的主动控制，可使流经吸热管的工质获得560℃甚至更高的温度，实现多管路并行传热，提高太阳能的转化效率。
附图说明
[0016] 为了更清楚地说明本发明实施例或
现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017] 图1为本发明实施例太阳能接收器的结构示意图。
[0018] 图中：1、控制阀；2、气源；3、吸热管；4、分离器；5、供料仓；6、送料管；7、储料仓。
具体实施方式
[0019] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0021] 本发明实施例提供的太阳能接收器，如图1所示，其包括流化装置、气源2及吸热管3。流化装置为罐体或其他容器，有多个，每个流化装置包括进风口及进料口，其中，在流化装置的进风口处安装用于调节进风量的控制阀1；进风口与气源2相连，通过气源2向流化装置内通入空气；进料口用于供外部固体颗粒进入流化装置内；每个流化装置上安装至少一根吸热管3，其可以为一根吸热管3，也可以安装两根吸热管3，还可以安装十根吸热管3，具体根据工程设计需要简化系统。
[0022] 在使用时，低温固体颗粒从进料口进入流化装置内，并与气源2提供的气流混合实现流态化，形成气固混合体，气固混合体中的固体颗粒在吸热管3内吸收太阳能形成高温固体颗粒，从而将太阳能的光能量转化热能存储在高温固体颗粒中。在流化装置的进风口处安装有控制阀1，通过调整控制阀1可以控制进入流化装置内的气体流量，进而控制吸热管3内气固混合体的流速。当每个流化装置上仅安装一根吸热管3时，多个流化装置上安装的多根吸热管3相互之间可以独立调控气固混合体的流速，彼此之间不存在干扰；当每个流化装置上安装的吸热管3有多根时，每个流化装置上的吸热管3相对于另一个流化装置上的吸热管3可以独立进行流速调控，由此实现多根吸热管3内流速的独立或部分独立调控，降低相互之间气固混合体流动过程中的干扰，便于实现吸热过程的主动控制，实现多管路并行传热，提高太阳能的转化效率。
[0023] 需要说明的是，本发明实施例中的气源2可以仅有一个，此时多个流化装置共用一个气源，每个流化装置上安装一个气体管道，多个流化装置上的多个气体管道分别与气源2相连，在各气体管道上分别安装一个控制阀。气源2也可以有多个，例如每个流化装置上设置一个气体管道，在气体管道的进气口分别安装一个鼓风机，在气体管道上分别安装一个控制阀1，由此，鼓风机作为气源分别通过一个气体管道为各流化装置供应气体。鼓风机能提供足够压差和气体流速的空气，便于在控制阀1的控制下实现气体与固体颗粒的充分混合，保证固体颗粒实现流态化。
[0024] 具体地，在气源2与流化装置之间的气体管道上安装有流量计，流量计用于测量进入流化装置内的空气流速，控制阀1根据流量计的测量结果及时调整气源提供的空气量，通过控制空气的供给量调整气固混合体在吸热管3内的流动速度，使固体颗粒充分吸收太阳能的热量，防止流量过大吸热不足而导致达不到预期的温度，从而提高太阳能的转化效率。
[0025] 除此之外，本发明实施例中的太阳能转换装置还包括分离器4，该分离器4用于分离气固混合体中的固体颗粒与气体。该分离器4可以为旋风分离器，旋风分离器的进口与吸热管3的出口相连。固体颗粒流态化后形成的气固混合体从吸热管3排出后进入旋风分离器内进行气体和固体的分离，分离后的气体从旋风分离器的排气口排出，分离后的固体颗粒从旋风分离器的排料口排出。
[0026] 其中，固体颗粒选用粒径为5μm～3000μm，熔点超过600℃的物料，比如
石英砂、橄榄石、
烧结钒土等，也可以选用
碳化
硅、
二氧化硅或氧化
铝等颗粒物，其可以为上述各材质中的一种，也可以由多种混合而成。由于颗粒物的粒径较大，为了提高分离的效率，本发明实施例中的分离器4还包括重力分离器，该重力分离器作为一级分离装置安装在旋风分离器与吸热管3之间，旋风分离器作为二级分离装置进一步进行分离。具体地，旋风分离器的进料口与重力分离器的出料口相连，重力分离器的出气口与大气相连通，重力分离器的进料口与吸热管3的出口相连。从吸热管3排出的高温固体颗粒与空气首先在重力分离器中进行初步分离，分离后的固态排出物进入旋风分离器进行二次分离，从而提高固体颗粒与气体的分离效果。
[0027] 另外，本发明实施例中的太阳能接收器，还包括供料仓5与送料管6，供料仓5为存储低温固体颗粒的容器，在供料仓5上安装有多根送料管6，多根送料管6与多个流化装置一一对应设置，每根送料管6的一端与供料仓5相连，另一端与流化装置相连。低温固体颗粒沿送料管6进入各流化装置内与空气进行混合实现流态化。其中，供料仓5设有入口，该入口与提升装置相连，提升装置用于将外部低温固体颗粒输送至供料仓5内；送料管6采用耐受温度高于50℃的材料。根据实际需求，在供料仓5上安装的多根送料管6可以沿轴向呈1～30层排布。
[0028] 在每根吸热管3的表面涂有选择性吸热涂层，该选择性吸热涂层采用换热材料制成且换热材料的耐温高于700℃，用于吸收太阳光束的热量。固体颗粒在吸热管3内通过选择性吸热涂层进行热交换。其中气固混合体在吸热管3中的流动方式可以是顺重力场式也可以为逆重力场式，比如其可以采用自由下落的方式、阻塞下落的方式、鼓泡流态化、湍动流态化或快速循环流态化的方式进行处理。吸热管3可以沿竖直方向设置。
[0029] 为了承接高温固体颗粒，在旋风分离器的出料口通过管道连接储料仓7，储料仓7为罐体或其他存储容器，储料仓7的入口与旋风分离器的出料口通过管道相连。经过旋风分离器进行气固分离后的固体颗粒经过管道进入储料仓7。
[0030] 本发明实施例中的太阳能接收器，气源2、流化装置、吸热管3及旋风分离器顺次相连形成气体通道，气体沿着气体通道流动，最终经旋风分离器后排入环境中。供料仓5、送料管6、流化装置、吸热管3、旋风分离器及储料仓7顺次相连形成固体颗粒的运送管道，固体颗粒沿该运送管道流动过程中完成从低温到高温的加热过程。当固体颗粒吸收热量后与待加热的工质进行热交换时，可以将热量传递给待加热的工质，由于固体颗粒的储热性能稳定，在常压或低压情况下可以吸收高于600℃的热量，因而可以使待加热的工质获得560℃以上乃至上千摄氏度的高温，从而实现太阳能的多路并行高温传热，而且传热效率高。该太阳能接收器可以与蓄热供暖系统、储热发电或空气储能等系统结合，将固态颗粒吸收的热量传递至相应的供暖系统、发电系统或储能系统。
[0031] 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模
块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0032] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
