固體粒塊槽式太陽能脈動驅動換熱傳熱系統技術方案

本發明專利技術的目的是提供固體粒塊槽式太陽能脈動驅動換熱傳熱系統，包括固體粒塊脈動驅動泵和太陽能槽式采集系統，固體粒塊經由固體粒塊脈動驅動泵驅動，沿固體粒塊上行管道進入到設置在槽式采集系統的焦點部位的太陽能光熱轉換器中，經太陽能光熱轉換器轉化的熱加固體粒塊，使得固體粒塊溫度達到300-1000度，然后固體粒塊沿著下行管道進入到蓄熱換熱器中，蓄熱換熱器與發電的工作介質進行熱交換，從而使固體粒塊的溫度降到10-200度，低溫的固體粒塊再由固體粒塊脈動驅動泵驅動進入到太陽能光熱轉換器中，從而實現高溫的采集和傳熱、換熱、蓄熱。本發明專利技術可以實現高溫、大規模、低成本、高效率的采集及傳熱，并適合于10-1500度的溫度工作。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及太陽能熱能利用，特別是利用固體粒塊實現線聚焦太陽能加熱及傳熱和利用。
技術介紹
在太陽能領域，采用熔融鹽蓄熱，雖然熔融鹽可以實現高溫的儲存，但是由于其需要從固態轉變為液體，因而需要熱能將其加熱，同時熔融鹽的毒性、經濟型、安全性也存在問題，因而熔融鹽蓄熱的使用受到限制。在太陽能領域，也采用空氣或其他氣體進行蓄熱，但其熱熔小，無法實現大規模的熱能存儲。對于槽式太陽能聚焦系統，通常采用熔融鹽進行傳熱，太陽能采集管通常采用不銹鋼的關鍵的光熱轉換器，內部流動熔融鹽，但是這種結構的缺點是明顯的，耗能、有毒，安全與經濟性存在明顯的缺陷。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供固體粒塊槽式太陽能脈動驅動換熱傳熱系統，采用固體粒塊取代熔融鹽，將固體粒塊設置在傳送器件上，傳送器件設置在玻璃管內，實現熱能的采集加熱固體粒塊，并通過傳輸器件將固體粒塊傳輸到蓄熱器內，完成熱能的采集和傳熱。本專利技術可以實現高溫、大規模、低成本、高效率的采集及傳熱，并適合于10-1500度的溫度工作。 具體
技術實現思路
如下: 固體粒塊槽式太陽能脈動驅動換熱傳熱系統，由槽式太陽能鏡、線聚焦太陽能光熱轉換器、透光管、保溫管、蓄熱換熱器組成一組太陽能槽式線聚焦采集系統，其特征是:包括固體粒塊脈動驅動栗； 所述線聚焦太陽能光熱轉換器包括至少有一個管道，在管道的一端設置有進口，在另外一端設置有出口，固體粒塊可以從進口進入到管道內部，在管道的腔體內部設置有螺旋器件，螺旋器件由圓柱螺旋線或螺旋管組成，螺旋器件固定連接在轉桿上，轉桿設置在管道內容，并與管道的軸線重合或平行，螺旋器件的進口與管道的進口相互聯通，螺旋器件的出口與管道的出口相互聯通，在管道內部或者周圍設置有至少一個電機，電機與轉桿進行連接，電機可以驅動轉桿轉動，帶動固定在其上的螺旋器件在管道內部進行轉動，固體粒塊可以經由開口部位進入到螺旋管道內，在電機驅動下螺旋管道轉動，驅動螺旋管道內的固體粒塊從進口流動到出口； 所述固體粒塊脈動驅動栗，由動力裝置、脈動腔室、推板、固體粒塊進口、固體粒塊出口、電子控制裝置、殼體組成，推板通過連桿與動力裝置相連接，由動力裝置驅動推板在脈動腔室內實現往復運動，固體粒塊從進口進入到脈動腔室內，動力裝置提供動力將推板驅動，推板推動固體粒塊，將脈動腔室內的固體粒塊驅動，從出口流出到脈動腔室外部，動力裝置復位后，第二部分固體粒塊再從進口進入到脈動腔室內，再由動力裝置驅動從出口流出，從而實現固體粒塊的脈動流動； 透光管設置在槽式太陽能鏡的太陽能照射部位，保溫管設置在槽式太陽能鏡非照射部位，透光管與保溫管進行連接，傳送器件設置在透光管或保溫管內，固體粒塊由固體粒塊脈動驅動栗驅動可以在螺旋管道內運動； 將固體粒塊脈動驅動栗設置在太陽能槽式線聚焦采集系統的支架上或地面上，固體粒塊設置在裝載箱內，固體粒塊脈動驅動栗、線聚焦太陽能光熱轉換器與蓄熱換熱器分別通過上行管道和下行管道以及連接管道相互連接形成一個閉環的回路系統，固體粒塊經由固體粒塊脈動驅動栗驅動，沿固體粒塊上行管道進入到設置在太陽能槽式線聚焦采集系統的焦點部位的線聚焦太陽能光熱轉換器中，經光熱轉換器轉化的熱加固體粒塊，使得固體粒塊溫度達到300-1000度，然后，固體粒塊沿著下行管道進入到蓄熱換熱器中，蓄熱換熱器與發電的工作介質進行熱交換，從而使固體粒塊的溫度降到10-200度，低溫的固體粒塊沿著連接管道進入到裝載箱內，再由脈動驅動栗驅動進入到線聚焦太陽能光熱轉換器中，從而實現利用脈動驅動栗驅動，固體粒塊在封閉循環管道內進行循環，實現高溫的采集和傳熱、換熱、蓄熱。透光管選擇下列一種:有真空層的玻璃管、玻璃管、石英管、微晶管。所述的動力裝置選擇下列的一種或多種:栗、電機、空壓機；所述的栗為液壓栗、液壓連桿、電磁栗。管道與多個蓄熱換熱器進行連接，可以將固體粒塊儲存在不同的蓄熱換熱器中實現蓄熱，但需要使用此熱能時，再通過流體與固體粒塊換熱，實現熱能的應用。為了適合于進行高溫驅動，在動力裝置與脈動腔室之間設置有溫控腔室，在溫控腔室內設置有溫控材料，以降低高溫固體粒塊的溫度，使得動力裝置不受高溫固體粒塊的影響，可以正常工作，連桿設置在溫控腔室內，并可以在溫控腔室內進行運動。 溫控材料選擇些列一種: A、真空氣體或惰性氣體，用于增加熱阻，實現隔熱； B、液體； C、相變材料； D、固體隔熱材料； 在溫控腔室的殼體上，設置有進口與出口，可以將溫控材料從進口進入，從出流出。在脈動腔室的進口及出口設置有擋板或開關，所述的開關為電子控制的開關；在光熱轉換器上以及管道上，設置有溫度傳感器，在太陽能鏡上設置有太陽能光照強度及角度的傳根器；設置有智能控制系統，采用計算機芯片、軟件、執行部件，利用溫度傳感器測試的數據，太陽能光照強度傳感器、來調整脈動電機的轉速和頻率，實現對脈動往復運動的速度、頻率的控制，對固體粒塊溫度、動力裝置運動的控制，進而可以根據太陽能光照強度、固體粒塊的溫度，實現對傳熱的智能控制。所述的固體粒塊為由金屬或非金屬或其混合物組成的顆粒或者/和磚塊，或者自然界存在的沙粒、鵝卵石、小石塊，固體粒塊的形狀為圓形、多邊形、菱形、扇形、不規則現狀；在固體粒塊上加工有凹或/和凸部位，或者在固體粒塊上設置有用于相互連接或者與其他器件連接的連接裝置；兩個固體粒塊之間的凹或/和凸部位可以構成一個通道；用于流體進行流通；所構成的通道為柱體、多面體、菱形、拋物線體、旋轉拋物線體的一種或其組合，流體可以在流道內流動并被壓縮或膨脹；在固體粒塊內設置有空腔，在空腔內設置有蓄熱材料。固體粒塊有下列至少一種材料組成: A、窯爐的排出物，包括冶金、化工、電力、煤炭行業窯爐排出的鋼渣、鐵渣、煤灰； B、尾款粉，包括各種礦選礦后形成的尾款物； C、垃圾的固體物質，包括垃圾處理后的固體處理物； D、建筑廢棄物，包括建筑完成后的廢棄物形成的粒塊； E、金屬或非金屬粉，包括石墨粉； F、導熱水泥。所述的固體粒塊為直徑為1-300麗球體，材料為鋼、鐵、陶瓷、氧化鋁、玻璃、石墨的一種或多種。線聚焦太陽能光熱轉換器用溫控裝置，在線聚焦太陽能光熱轉換器的進口以及出口設置有開關，在光熱轉換器內部腔體上設置有溫度傳感器，在殼體上設置有太陽能光照強度及角度的傳感器；電子控制器件設置在光熱轉換器的保溫層外部，電子控制器件采集溫度傳感器、太陽能光照強度及角度的傳感器的數據，來控制固體粒塊脈動驅動栗的電機，由電機控制進入到脈動栗腔體的固體顆粒的數量和速度，進而可以根據太陽能光照強度、固體粒塊的溫度，實現對光熱轉換器內部固體粒塊溫度的控制，當溫度低于設定值時，保持固體粒塊在光熱轉換器內被加熱，當溫度達到設定值時，打開下光熱轉換器出口的電控開關，將固體粒塊排出到光熱轉換器外。電子控制器件由線路板、電子器件、軟件、控制面板、殼體組成，電子器件設置在線路板上，電子器件與傳感器以及電控開關連接，軟件存儲在電子器件中，控制面板設置在殼體上；電子控制器件上設置有無線或有限的裝置，可以將電子控制器件與地面設備將通訊或直接連接互聯網。電子控制器件上設置有無線或有線的裝置，可以將電子控制器件與地面設備將通訊或直接連接互聯網。 采用本專利技術的技術方案可產生如下的有益本文檔來自技高網...

【技術保護點】
固體粒塊槽式太陽能脈動驅動換熱傳熱系統，由槽式太陽能鏡、線聚焦太陽能光熱轉換器、透光管、保溫管、蓄熱換熱器組成一組太陽能槽式線聚焦采集系統，其特征是：包括固體粒塊脈動驅動泵；所述線聚焦太陽能光熱轉換器包括至少有一個管道，在管道的一端設置有進口，在另外一端設置有出口，固體粒塊可以從進口進入到管道內部，在管道的腔體內部設置有螺旋器件，螺旋器件由圓柱螺旋線或螺旋管組成，螺旋器件固定連接在轉桿上，轉桿設置在管道內容，并與管道的軸線重合或平行，螺旋器件的進口與管道的進口相互聯通，螺旋器件的出口與管道的出口相互聯通，在管道內部或者周圍設置有至少一個電機，電機與轉桿進行連接，電機可以驅動轉桿轉動，帶動固定在其上的螺旋器件在管道內部進行轉動，固體粒塊可以經由開口部位進入到螺旋管道內，在電機驅動下螺旋管道轉動，驅動螺旋管道內的固體粒塊從進口流動到出口；所述固體粒塊脈動驅動泵，由動力裝置、脈動腔室、推板、固體粒塊進口、固體粒塊出口、電子控制裝置、殼體組成，推板通過連桿與動力裝置相連接，由動力裝置驅動推板在脈動腔室內實現往復運動，固體粒塊從進口進入到脈動腔室內，動力裝置提供動力將推板驅動，推板推動固體粒塊，將脈動腔室內的固體粒塊驅動，從出口流出到脈動腔室外部，動力裝置復位后，第二部分固體粒塊再從進口進入到脈動腔室內，再由動力裝置驅動從出口流出，從而實現固體粒塊的脈動流動；透光管設置在槽式太陽能鏡的太陽能照射部位，保溫管設置在槽式太陽能鏡非照射部位，透光管與保溫管進行連接，傳送器件設置在透光管或保溫管內，固體粒塊由固體粒塊脈動驅動泵驅動可以在螺旋管道內運動；將固體粒塊脈動驅動泵設置在太陽能槽式線聚焦采集系統的支架上或地面上，固體粒塊設置在裝載箱內，固體粒塊脈動驅動泵、線聚焦太陽能光熱轉換器與蓄熱換熱器分別通過上行管道和下行管道以及連接管道相互連接形成一個閉環的回路系統，固體粒塊經由固體粒塊脈動驅動泵驅動，沿固體粒塊上行管道進入到設置在太陽能槽式線聚焦采集系統的焦點部位的線聚焦太陽能光熱轉換器中，經光熱轉換器轉化的熱加固體粒塊，使得固體粒塊溫度達到300?1000度，然后，固體粒塊沿著下行管道進入到蓄熱換熱器中，蓄熱換熱器與發電的工作介質進行熱交換，從而使固體粒塊的溫度降到10?200度，低溫的固體粒塊沿著連接管道進入到裝載箱內，再由脈動驅動泵驅動進入到線聚焦太陽能光熱轉換器中，從而實現利用脈動驅動泵驅動，固體粒塊在封閉循環管道內進行循環，實現高溫的采集和傳熱、換熱、蓄熱。...

【技術特征摘要】
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李建民，
申請(專利權)人：成都奧能普科技有限公司，
類型：發明
國別省市：四川;51