一种对不同温度的颗粒进行筛选的装置的制作方法

本发明涉及太阳能热发电领域，特别是涉及一种对不同温度的颗粒进行筛选的装置。

背景技术：

太阳能是一种洁净的自然再生能源，有取之不尽，用之不竭，安全可靠的优势，太阳能的应用不受开采、运输和储存条件的限制，不受能源危机和燃料市场不稳定的冲击，不用燃料，运行成本很低，发电过程中不易产生污染废弃物，是理想的清洁能源。

塔式太阳能电站中，颗粒吸热、储热是比较先进的有发展前景的新型储热方式，但颗粒吸热的温度会随着dni的变化而变化，进入热料仓的颗粒会有一定的温度区间，设计一种可以筛分不同温度的颗粒筛选系统，把不同温度的颗粒按照温度区间分类筛选，使得吸热不充分的冷颗粒再次进入吸热环节，确保进入热料仓的颗粒温度都能满足高品质蒸汽发电的需求，显得尤为重要。

技术实现要素：

本发明提供了一种对不同温度的颗粒进行筛选的装置，可以解决现有技术中的上述缺陷。

本发明的技术方案如下：

一种对不同温度的颗粒进行筛选的装置，包括装置本体，所述装置本体包括测温区、收集分配区和筛分机构，所述测温区配置有用于检测颗粒温度的温度检测装置，所述筛分机构配置于所述测温区与所述收集分配区之间；所述收集分配区包括颗粒收集仓和颗粒储存仓，所述颗粒收集仓设于所述筛分机构下方，所述颗粒储存仓设于所述颗粒收集仓下方，所述颗粒收集仓与所述颗粒储存仓连通；其中，所述筛分机构具有关闭状态与打开状态，关闭状态下所述筛分机构截留固体颗粒，打开状态下所述筛分机构允许颗粒自所述测温区流入所述收集分配区至所述颗粒储存仓储存或输送至外部。

高温颗粒经由温度检测装置测温，测温完成的高温颗粒通过筛分机构，根据操作系统设定的温度阈值，将温度处于设定温度阈值的高温颗粒流入收集分配区的颗粒储存仓储存，未达到设定温度的颗粒流入颗粒储存仓暂存，或直接输送至吸热系统进行二次吸热，保证储存在收集分配区内部的颗粒温度处于设定温度之间，将高温颗粒储存，以提高发电蒸汽的品质。

在一些实施例中，所述筛分机构包括至少两个筛分板，所述筛分机构构造为所述筛分板相对移动时形成有允许颗粒通过的通道。其中，测温完成后，该筛分机构通过筛分板的相对移动以打开通道，使高温颗粒能够进入收集分配区储存或输送至吸热系统进行二次吸热。

在一些实施例中，每一所述筛分板上分别设置有若干通孔，所述筛分板之间平行叠合设置，且所述筛分板以能够发生相对转动的方式设置。其中，当筛分板转动至两层通孔之间连通时，筛分机构处于打开状态，当筛分板转动至两层通孔之间相互错开呈盲孔时，筛分机构处于关闭状态。

在一些实施例中，所述筛分板采用复合板，所述复合板的上层为陶瓷层，降低对陶瓷层下方钢制材料的冲击，所述复合板开通孔，通孔孔径和孔数的设计以满足在0.5-3分钟内把筛分板上堆积的100mm高度的颗粒全部排放到收集分配区内的方式设置，保证颗粒不在筛分板上堆积，迅速进入下部颗粒收集仓，这样便于分离不同温度的颗粒。

在一些实施例中，所述颗粒储存仓包括至少两个料仓，所述颗粒收集仓还配置有用于将不同温度颗粒分别输送至不同位置的分配机构。其中，高温颗粒通过颗粒收集仓，分配机构将不同温度的颗粒分配储存于不同的料仓，低于设定温度的颗粒经分配机构分配储存在一个料仓内或输送至加热系统加热。

在一些实施例中，所述分配机构包括一输送阀，所述输送阀包括入口端、多个出口端和用于打开所述出口端的阀板，所述入口端连接所述颗粒收集仓的出口端，每一所述出口端连接至对应的料仓。每一出口端分别配置有一阀板，阀板打开时，颗粒流入对应的料仓储存。

在一些实施例中，相邻料仓之间由绝热层分隔开，使每一料仓均为一独立仓体；所述绝热层包括隔板，其中，所述隔板配置为具有真空度的真空箱结构，或，所述隔板为复合板。

在一些实施例中，所述复合板至少包括依次叠设的耐磨材料层、刚度材料层和隔热材料层。

在一些实施例中，所述温度检测装置包括热电偶组，所述热电偶组中包括若干热电偶，热电偶沿颗粒流动方向上布置多层，所述若干热电偶之间交叉成网格状，所述热电偶组被构造为颗粒在热电偶处的流速大于颗粒于所述筛分机构处的流速。具体的，网格间距不小于2倍筛分机构的孔径，最大要满足能精准捕捉颗粒温度的需求，热电偶直径需要满足在高度方向和密度布置的要求。

在上述实施例中，所述对不同温度的颗粒进行筛选的装置还包括控制装置，所述控制装置分别与所述温度检测装置、所述分配机构通信连接，所述控制装置根据所述温度检测装置采集到测温区内颗粒的温度信息，控制所述筛分机构的开与关，以及控制所述分配机构的开与关。其中，通信连接包括红外连接、蓝牙连接、电连接等，可以根据实际需要选择通信方式。

在一些实施例中，所述颗粒收集仓构造为倒锥形结构，使得颗粒不会滞留在颗粒收集仓。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

第一，本发明的对不同温度的颗粒进行筛选的装置，高温颗粒经由温度检测装置测温，测温完成的高温颗粒通过筛分机构，根据操作系统设定的温度阈值，将温度处于设定温度阈值的高温颗粒流入收集分配区的颗粒储存仓储存，未达到设定温度的颗粒流入颗粒储存仓暂存，或直接输送至吸热系统进行二次吸热，保证储存在收集分配区内部的颗粒温度处于设定温度之间，将高温颗粒储存，以提高发电蒸汽的品质。

第二，本发明的筛选装置结构设计简单，通过两层筛分板和一个具有多个端口的输送阀、热电偶和控制装置之间的耦合，对颗粒的温度进行筛分，筛分出的低于设定温度的颗粒进入中温粒料仓，经由颗粒提升机提升至吸热系统进行二次吸热，高温颗粒直接进入颗粒储存仓的一个料仓储存。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1是本发明实施例1的装置本体的结构示意图；

图2是本发明实施例1的装置本体的局部结构示意图；

图3是本发明实施例1的筛分板的结构示意图。

附图标记：1.转动控制槽；2.支撑板；3.颗粒收集仓；4.热颗粒料仓；5.冷颗粒料仓；6.输送阀；7.固定螺栓；8.筛分板；9.出料管；10.热电偶组；12.中温冷颗粒料仓；13.第一绝热层；14.第二绝热层；15.第三绝热层。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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。

如在本说明书中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，除非内容另外明确指出外。如在本说明书中所使用的，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

一种对不同温度的颗粒进行筛选的装置，包括装置本体，所述装置本体包括测温区、收集分配区和筛分机构，所述测温区配置有用于检测颗粒温度的温度检测装置，所述筛分机构配置于所述测温区与所述收集分配区之间；所述收集分配区包括颗粒收集仓和颗粒储存仓，所述颗粒收集仓设于所述筛分机构下方，所述颗粒储存仓设于所述颗粒收集仓下方，所述颗粒收集仓与所述颗粒储存仓连通；其中，所述筛分机构具有关闭状态与打开状态，关闭状态下所述筛分机构截留固体颗粒，打开状态下所述筛分机构允许颗粒自所述测温区流入所述收集分配区至所述颗粒储存仓储存或输送至外部。

高温颗粒经由温度检测装置测温，测温完成的高温颗粒通过筛分机构，根据操作系统设定的温度阈值，将温度处于设定温度阈值的高温颗粒流入收集分配区的颗粒储存仓储存，未达到设定温度的颗粒流入颗粒储存仓暂存，或直接输送至吸热系统进行二次吸热，保证储存在收集分配区内部的颗粒温度处于设定温度之间，将高温颗粒储存，以提高发电蒸汽的品质。

在一些实施例中，所述筛分机构包括至少两个筛分板8，所述筛分机构构造为所述筛分板8相对移动时形成有允许颗粒通过的通道。其中，颗粒测温完成后，该筛分机构通过筛分板8的相对移动以打开通道，使高温颗粒能够进入收集分配区储存或输送至吸热系统进行二次吸热。所述筛分机构并不限于此，还可以采用其他现有技术。

在一些实施例中，每一所述筛分板8上分别设置有若干通孔，所述筛分板8之间平行叠合设置，且所述筛分板8以能够发生相对转动的方式设置。其中，当筛分板8转动至两层通孔之间连通时，筛分机构处于打开状态，当筛分板8转动至通孔之间相互错开呈盲孔时，筛分机构处于关闭状态。相对于筛分机构的其他结构，本实施例所述筛分板8能够减缓颗粒的流动速度，增加在筛分板8上的停留时间，便于温度取样。

具体的，所述装置本体内部预定位置处固定有支撑板2，支撑板2沿装置本体内壁周向布设，两个所述筛分板8安装于所述支撑板2之上，抵接在支撑板2上的一个筛分板由螺栓7固定，位于上方的筛分板8配置有一转动控制槽1，该转动控制槽1配置有驱动上层筛分板8转动的驱动机构。

在一些实施例中，所述筛分板8采用复合板，所述复合板的上层为陶瓷层，降低对陶瓷层下方钢制材料的冲击，所述复合板开通孔，通孔孔径和孔数的设计以满足在0.5-3分钟内把筛分板8上堆积的100mm高度的颗粒全部排放到收集分配区内的方式设置。其中，上下两筛分板8的周向尺寸相同，且两筛分板8的通孔以相同的方式配置，以使得筛分板8相对转动时，上下通孔之间能够连通使得筛分机构处于打开状态，以允许颗粒通过，再转动或转动复位时，上下通孔之间能够相互错开呈盲孔，以使得筛分机构处于关闭状态。

在一些实施例中，所述颗粒储存仓包括至少两个料仓，所述颗粒收集仓3还配置有用于将不同温度颗粒分别输送至不同位置的分配机构。其中，高温颗粒通过颗粒收集仓3，分配机构将不同温度的颗粒分配储存于不同的料仓，低于设定温度的颗粒经分配机构分配储存在一个料仓内或输送至加热系统加热；分配机构的颗粒输送速度应不小于筛分机构的颗粒流速，使得颗粒收集仓3内不会有颗粒堆积。

在一些实施例中，所述分配机构包括一输送阀6，所述输送阀6包括入口端、多个出口端11和用于打开所述出口端11的阀板，所述入口端连接所述颗粒收集仓3的出口端，每一所述出口端11连接至对应的料仓。每一出口端11分别配置有一阀板，阀板打开时，颗粒流入对应的料仓储存。进一步的，该输送阀6为电磁阀，该输送阀6的开关由控制系统控制。

本实施例中，所述料仓配置有三个，热颗粒料仓4、冷颗粒料仓5和中温颗粒料仓12，相邻料仓之间由绝热层分隔开，第一绝热层13、第二绝热层14和第三绝热层15，三个绝热层自装置本体中心呈发散状布设，每一绝热层在上方固定至所述颗粒收集仓3，使每一料仓均为一独立仓体。所述绝热层包括隔板，隔板要能承受固体颗粒的冲刷磨损，其中，在一些实施例中，所述隔板配置为具有真空度的真空箱结构。

在一些实施例中，所述隔板为复合板。具体的，所述复合板至少包括依次叠设的耐磨材料层、刚度材料层和隔热材料层。通过绝热层的设置，保证热颗粒料仓4、冷颗粒料仓5和中温颗粒料仓12三部分的温度不产生热传导。

所述冷颗粒料仓5，用来储存冷颗粒(温度低于400℃的颗粒)，冷颗粒料仓5包括出料管9、料仓耐磨层、料仓刚度层和料仓外保温层，冷颗粒料仓5的耐温需要满足冷颗粒最高工作温度+10℃。所述热颗粒料仓4，用来储存温度高于530℃的高温颗粒，热颗粒料仓4包括出料管9、料仓耐磨层、料仓刚度层和料仓外保温层，热颗粒料仓4的材料耐温需要满足高温颗粒最高工作温度+10℃。所述中温颗粒料仓12，用来储存温度低于530℃的颗粒，中温颗粒料仓12包括出料管9、料仓耐磨层、料仓刚度层和料仓外保温层，中温颗粒料仓材料耐温需要满足530℃。

所述颗粒收集仓3，用来收集来自筛分板8的颗粒，颗粒收集仓3包括出料管、料仓耐磨层、料仓刚度层和料仓隔热保温层，颗粒收集仓3的绝热保温设计需要满足与颗粒储存仓的温度不得产生热传导，即相对独立的料仓。颗粒收集仓3构造为倒锥形结构，有利于颗粒向后端输送，不会滞留。

在一些实施例中，所述温度检测装置包括热电偶组10，热电偶组10固定在筛分板8上方预定位置处，热电偶组10包括若干热电偶，热电偶沿颗粒流动方向上布置多层，若干热电偶之间交叉成网格状，所述热电偶组10被构造为颗粒在热电偶处的流速大于颗粒于所述筛分机构处的流速。具体的，热电偶组的网格间距不小于2倍筛分板8的孔径，最大要满足能精准捕捉颗粒温度的需求，热电偶直径需要满足在高度方向和密度布置的要求。所述温度检测装置并不限于此，还可以采用其他现有技术。

在一些实施例中，所述筛选装置还配置有一控制系统，该控制系统包括一控制装置，所述控制装置分别与所述温度检测装置、所述分配机构通信连接，所述控制装置根据所述温度检测装置采集到测温区内颗粒的温度信息，控制所述筛分机构的开与关，以及控制所述分配机构的开与关。

通过控制系统可以设置一温度阈值，如530℃，高于530度为高温颗粒，低于530度为中温颗粒。热电偶组10将检测的温度信息发送给控制系统，控制系统对颗粒的温度进行温度分析，当颗粒的温度大于530℃时，控制装置控制驱动机构以驱动筛分板8转动，筛分机构切换到打开状态，停留在筛分板8的热颗粒会迅速下落至颗粒收集仓3，同时控制装置控制打开输送阀6对应热颗粒料仓4的出口端11的阀板，使高温颗粒进入热颗粒料仓4储存。筛分板8的所有孔径需要满足能在1分钟内把上部的热颗粒全部进入颗粒收集仓3内，不产生堆积，输送阀6的口径设计也要考虑在1分钟内把颗粒收集仓3的热颗粒全部卸入到热颗粒料仓4内，不产生堆积。

(1)当热颗粒的温度低于530℃时，控制装置控制驱动机构以驱动筛分板8转动，筛分机构切换到关闭状态，此时颗粒收集仓3的高温颗粒已经全部进入热颗粒料仓4，控制装置控制打开输送阀6中与中温颗粒料仓12对应的出口端11的阀板，同时控制装置重新控制筛分机构打开，使热颗粒进入中温颗粒料仓12储存。

(2)当检测到颗粒的温度低于400℃时，控制装置控制驱动机构以驱动筛分板8转动，筛分机构切换到关闭状态，此时颗粒收集仓3的高温颗粒已经全部进入热颗粒料仓4，控制装置控制打开输送阀6中与冷颗粒料仓5对应的出口端11的阀板，同时控制装置重新控制筛分机构打开，使低温颗粒进入冷颗粒料仓5储存。

完成筛选后的中温颗粒通过提升机进行二次吸热循环，保证满足发电需求的高温颗粒温度。

上述是温度阈值可以根据实际情况进行设置，并不用于限制本发明的保护范围。

以上公开的仅为本发明优选实施例，优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围，本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属领域技术人员能很好地利用本发明。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。以上不同实施例中的技术特征在不发生相互冲突的前提下可以任意的结合。