CN104214061A - 一种太阳能热动力系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳能热动力系统，该系统集颗粒吸热、储热、直接接触换热于一体，包括颗粒吸热单元、颗粒储热单元、直接接触式过热蒸汽发生单元和蒸汽动力单元。该系统工作过程中，储热颗粒首先在颗粒吸热单元内吸收太阳辐射热能成为高温储热颗粒，高温储热颗粒常压下储存在颗粒储热单元内，高温储热颗粒通过重力掉落到高压的直接接触式过热蒸汽发生单元内产生高压过热蒸汽，过热蒸汽通过稳压罐和调压阀后输入蒸汽动力单元。本发明的太阳能热动力系统，可以实现热能的常压大容量储存和直接产生高压过热蒸汽用于对外输出动力，具有结构简单、储热温度高、成本低等特点，特别适合于发展大功率、高效、高温和低成本的新一代太阳能热发电系统。

Description

一种太阳能热动力系统

技术领域

本发明涉及中高温蓄热领域和太阳能热动力领域，涉及一种太阳能热动力系统，尤其涉及一种集颗粒吸热、储热、直接接触换热于一体，利用储热颗粒吸收会聚太阳辐射热能并低压存储、通过高温颗粒与除氧水直接接触换热产生高压过热蒸汽对外输出动力的太阳能热动力系统，特别适用于高储热温度、高效率、低成本的新一代太阳能热发电技术领域。

背景技术

太阳能热动力技术利用镜场反射并会聚太阳辐射来加热吸热介质，通过换热器/蒸发器将吸热介质存储的热量传递给工质来对外输出动力。在太阳能热动力系统中为了解决太阳能的间歇性和不稳定性、提高热利用效率，同时也实现在晚上或者太阳辐射热能不足时候的持续稳定输出动力，中高温储热装置及系统被用于吸收并存储热量。当前的太阳能热动力系统主要吸热介质包括空气，导热油和熔融盐等，而储热材料主要为熔融盐、水/水蒸气、高温混凝土等，然而这些材料在工程应用过程中都存在各自的缺陷，如导热油工作温度较低、成本较高且易燃；高温混凝土最高储热温度低、导热系数低且与换热管道接触的位置易开裂；水的高蒸汽压限制了其储热温度；目前已成功应用的熔融盐则存在成本高和熔点高导致的辅助热源热损失问题，并且在高温容易分解。在换热过程中，大多数设计都采用间接换热过程，不仅增加了系统复杂度与设备成本，同时由于换热温差大降低了换热效率。这些储热和换热过程中存在的问题都限制了太阳能热动力的效率提高和大规模推广应用。

砂粒作为一种成本非常低廉、能耐1000 ℃以上高温、储热密度高、大规模存储结构简单的材料，由于这些优点，砂粒已开始越来越多的应用在储热领域。然而涉及应用砂粒进行储热的现有技术中，较多地关注在颗粒吸热器的设计上，而对于如何将高温颗粒内储存的大量热量高效地传递到做功工质上则很少涉及，对于高度离散不连续的高温流化颗粒来说，如何克服磨损，如何保证稳定高效运行，如何提高换热效率，如何克服离散颗粒换热带来的局部过热问题是一个很大的挑战，这些因素都直接影响了高温颗粒流化技术在太阳能热动力领域的成功应用和推广。

现有技术中也出现了利用颗粒流化进行间接换热产生蒸汽的方法，然而该方法存在流化气体使电力损耗以及能量损耗增加，严重磨损和换热效率较低等问题。基于现有技术的上述状况，可以说专门设计一个高效稳定运行的颗粒吸热、储热和直接接触换热的太阳能热动力系统是非常迫切的。

发明内容

为克服现有技术的上述缺点和不足，本发明旨在提供一种太阳能热动力系统，该系统集颗粒吸热、储热、直接接触换热于一体，该系统工作过程中，颗粒在颗粒吸热单元内常压下吸收会聚的太阳辐射热能成为高温颗粒，高温颗粒常压或低压储存在颗粒储热单元的大容量高温颗粒储罐内，在输出动力过程中，高温颗粒在重力作用下进入高压的直接接触式过热蒸汽发生单元内，与喷淋流体直接接触换热产生高压过热蒸汽，过热蒸汽通过稳压罐和调压阀后输入蒸汽动力单元对外输出动力，高/低温预储罐和一组高温阀门的周期性顺序开关确保了高压过热蒸汽发生器内的高温颗粒持续输入和低温颗粒持续排出。本发明的集颗粒吸热、储热和直接接触换热的太阳能热动力系统，有效降低了系统的复杂度与设备成本，同时由于换热温差小大大提高了换热效率，大大提高了太阳能热动力效率。

为解决其技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种太阳能热动力系统，集颗粒吸热、储热、直接接触换热于一体，包括颗粒吸热单元、颗粒储热单元、直接接触式过热蒸汽发生单元和蒸汽动力单元，其特征在于，所述颗粒吸热单元、颗粒储热单元、直接接触式过热蒸汽发生单元和蒸汽动力单元依次连接，其中，

--所述颗粒吸热单元包括至少一太阳能集热装置、颗粒吸热装置和颗粒提升装置，所述太阳能集热装置用以加热所述颗粒吸热装置中的储热颗粒；

--所述颗粒储热单元包括至少一高温颗粒储罐和一低温颗粒储罐；

--所述直接接触式过热蒸汽发生单元包括至少一高温颗粒预储罐、低温颗粒预储罐、过热蒸汽发生器和稳压罐，其中，所述过热蒸汽发生器的顶部设置与所述稳压罐连通的过热蒸汽出口，所述过热蒸汽发生器的底部设置供水口；

--所述蒸汽动力单元包括至少一依次连接的蒸汽透平、凝汽器和除氧器，所述蒸汽透平的蒸汽进口与所述稳压罐的蒸汽出口连通，所述除氧器的出口与所述过热蒸汽发生器的供水口连通；

所述颗粒吸热装置、高温颗粒储罐、高温颗粒预储罐、过热蒸汽发生器、低温颗粒预储罐和低温颗粒储罐间通过颗粒输运管路依次连通，所述低温颗粒储罐的颗粒出口与所述颗粒提升装置的颗粒进口连通，所述颗粒提升装置用以将所述低温颗粒预储罐中的储热颗粒提升输运至所述颗粒吸热装置中；

所述高温颗粒储罐、高温颗粒预储罐、过热蒸汽发生器、低温颗粒预储罐和低温颗粒储罐之间的颗粒输运管路上均设有控制阀门，所述过热蒸汽发生器与稳压罐之间的蒸汽管路上也设有阀门，所述稳压罐与蒸汽透平之间的蒸汽管路上设阀门。

本发明的直接接触式过热蒸汽发生单元，至少包括一高温颗粒预储罐、一低温颗粒预储罐、一过热蒸汽发生器和一稳压罐。

优选地，所述过热蒸汽发生器包括至少一颗粒分流器、喷淋装置、预热装置和颗粒减速装置，其中，所述颗粒分流器布置在所述过热蒸汽发生器内腔顶部的颗粒进口位置处；所述喷淋装置包括多个喷嘴并安装于所述过热蒸汽发生器内腔的顶部或四周，所述喷淋装置的进水口与所述预热装置的出水口连通；所述预热装置布置在所述过热蒸汽发生器底部的低温储热颗粒层内，通过所述供水口与所述除氧器的出口连通；所述颗粒减速装置的数量为多个，在空间上分布在所述过热蒸汽发生器的内腔中。

优选地，所述喷淋装置安装于所述过热蒸汽发生器内腔的四周，伸入所述过热蒸汽发生器内腔的多个喷嘴在高度方向上分布为若干层，相邻各层的喷嘴长度保持一致，或相邻各层的喷嘴长度不等且越靠上布置的喷嘴其长度越长。进一步地，所述多个喷嘴的喷淋方向保持水平或与水平方向呈一定角度。

优选地，所述预热装置的预热管道为蛇形管、螺旋管、盘管、水平管束、垂直管束的一种或者至少两种以上的组合，多个预热管道的布置形式为独立布置或者交叉布置，预热管道之间留有供储热颗粒下落的空间。优选地，预热装置的预热管道采用多个蛇形管道均匀分布于蒸汽发生器底部低温颗粒层内。

优选地，所述颗粒减速装置为一系列圆锥筒、倾斜平板、多孔板、格栅、顺排圆管阵列、叉排圆管阵列、顺排椭圆管阵列或叉排椭圆管阵列。进一步地，所述颗粒减速装置的材料为耐高温陶瓷、钢、钛、Al₂O₃、MgO和多孔介质材料中的至少一种。优选地，所述颗粒减速装置采用叉排的圆锥陶瓷阵列。

进一步地，所述过热蒸汽发生器还包括过滤装置，所述过滤装置设置在所述过热蒸汽发生器内腔的过热蒸汽出口和喷淋装置出口处。在过热蒸汽出口位置处设置过滤装置，可以将过热蒸汽中悬浮的固体颗粒滤除，输出净化后的过热蒸汽。在喷淋装置出口处设置过滤装置，可防止固体储热颗粒堵塞喷嘴。

优选的，所述稳压罐的数量为至少一个，其外壳材料为碳钢、不锈钢或铝合金。优选的，采用单个稳压罐，材料为耐高温不锈钢材料。所述稳压罐用以平稳过热蒸汽发生器出口的过热蒸汽。

本发明的直接接触式过热蒸汽发生单元，在过热蒸汽发生的过程中，高温预储罐内的高温储热颗粒经颗粒分流器均匀落入过热蒸气发生器内，高压液态工质通过预热装置内的预热管道预热后从喷淋装置中喷至过热蒸气发生器内，与高温储热颗粒直接接触换热产生饱和蒸汽，饱和蒸汽在向上运动过程中继续与高温储热颗粒交换热量形成过热蒸汽，过热蒸汽经过滤装置输出纯净的过热蒸汽到稳压罐中。过热蒸汽发生器内部的减缓颗粒下落速度的颗粒减速装置可进一步提高换热效率，整个直接接触式过热蒸汽发生单元的容器和管道外部均包覆保温层。

优选地，所述低温颗粒储罐置于地表或者埋在地表以下。

优选地，所述高温颗粒预储罐、过热蒸汽发生器、低温颗粒预储罐和低温颗粒储罐的布置高度逐次降低，储热颗粒在这些装置之间依靠自身重力的驱动而流动。优选地，所述高温颗粒储罐在高度方向上布置在所述颗粒吸热装置的下方和所述高温颗粒预储罐的上方，所述颗粒吸热装置中的储热颗粒在重力作用下由高温颗粒储罐流动至所述高温颗粒预储罐。另一优选地，所述高温颗粒储罐置于地表或者埋在地表以下，所述颗粒吸热装置中的储热颗粒在重力作用下流动至所述高温颗粒储罐中，所述高温颗粒储罐和高温颗粒预储罐间设置另一颗粒提升装置，所述高温颗粒储罐中的储热颗粒通过该另一颗粒提升装置提升输运至所述高温颗粒预储罐。

优选地，所述颗粒吸热装置内还设置一颗粒循环提升装置或扬砂装置，将所述颗粒吸热装置底部的储热颗粒重新提升或扬起至颗粒吸热装置的顶部后掉落吸热，以进一步提高所述储热颗粒的温度。

优选地，所述太阳能集热装置为塔式太阳能集热装置，包括至少一组反射镜场和太阳能塔，所述颗粒吸热装置置于所述太阳能塔的顶部，高温颗粒预储罐、过热蒸汽发生器、低温颗粒预储罐和低温颗粒储罐高度依次降低，置于太阳能塔一侧，高温颗粒储罐位于颗粒吸热装置和高温颗粒预储罐之间。

优选地，所述太阳能集热装置为槽式太阳能集热装置，包括至少一组槽型抛物面镜场，所述颗粒吸热装置为管道式颗粒吸热装置，所述管道式颗粒吸热装置布置在所述槽型抛物面镜场上。

优选地，所述储热颗粒为颗粒状耐高温固体材料，直径大小在0.01mm至50mm。进一步地，所述储热颗粒为砂粒、石英砂、SiC颗粒、Al₂O₃颗粒、Si₃N₄颗粒或封装相变颗粒中的至少一种。优选地，所述储热颗粒选用粒径为0.5mm的球形石英砂颗粒。

本发明的所述颗粒储热单元，包括高温颗粒储罐和低温颗粒储罐。

优选地，所述高温颗粒储罐和低温颗粒储罐的外壳承低压或不承压，材料为钢、钛、铝合金、高温混凝土、陶瓷或Al₂O₃中的一种或者至少两种的复合材料。优选地，所述高温颗粒储罐和低温颗粒储罐底部采用倒圆锥形、倒棱锥形或球冠形。

优选地，所述高温颗粒储罐材料为含保温层的耐高温混凝土，所述低温颗粒储罐材料为耐高温混凝土。优选地，所述低温颗粒储罐底部为平底结构；对于高温颗粒储罐，当位置在低温颗粒储罐上方时其底部采用倒圆锥的漏斗形，当置于地面上或者埋在地面以下时，其底部采用平底结构。

本发明的所述直接接触式过热蒸汽发生单元，包括高温颗粒预储罐、低温颗粒预储罐和过热蒸汽发生器。所述高温颗粒预储罐和低温颗粒预储罐的体积相对于过热蒸汽发生器较小。

优选地，所述高温颗粒预储罐采用双储罐设计，保证过热蒸汽发生器不间断平稳运行，有利于减少所述高温颗粒预储罐和过热蒸汽发生器之间控制阀门的开合频率，延长使用寿命。

优选地，所述高温颗粒预储罐、过热蒸汽发生器和低温颗粒预储罐的底部采用倒圆锥形、倒棱锥形或者球冠形，确保颗粒的顺利下落。

优选地，所述高温颗粒预储罐、过热蒸汽发生器和低温颗粒预储罐的外壳承受高压，材料为钢、钛、铝合金、高温混凝土、陶瓷或Al₂O₃中的一种或者至少两种的复合材料。

优选地，所述高温颗粒预储罐的颗粒进口与除氧器之间通过气体管路连通，该气体管路上设有控制阀门。在向高温颗粒预储罐内填充储热颗粒之前，打开该控制阀门将高温颗粒预储罐内的高压高温过热蒸汽通入所述除氧器中，提高热利用效率。

本发明的蒸汽动力单元，包括通过管路依次连接的蒸汽透平、凝汽器和除氧器。进一步地，在所述凝汽器和除氧器之间的管路上设置凝结水泵，在所述除氧器和所述过热蒸汽发生器的供水口之间的管路上设置给水泵。进一步地，所述蒸汽透平驱动发电机做功并对外输出电力。

优选的，所述蒸汽透平为背压式汽轮机、凝汽式汽轮机或抽气凝汽式汽轮机，蒸汽透平是单级透平或者带再热管道的多级透平。优选的，采用抽气凝汽式多级汽轮机。

优选的，所述再热管道为蛇形管、螺旋管、盘管、水平管束、垂直管束的一种或者至少两种以上的组合，多个再热管道的布置形式为独立布置或者交叉布置。优选地，再热管道采用多个蛇形管道均匀分布于所述过热蒸汽发生器的内腔顶部。

本发明的太阳能热动力系统，具有性能稳定，可靠性高，效率高，温度高，建造和运行成本低廉等特点，特别适合于新一代高运行温度和低发电成本的太阳能热发电系统。本系统主要优点为：采用储热颗粒为工质能够大幅降低储能材料成本；颗粒与工质水的直接接触换热的设计能够大大减少装置体积，管道数量，减少热损失，减少管道磨损，避免局部过热发生；另外大容积常压储能，小容积高压换热的设计大大减少了建造成本，由于高温和低温颗粒预储罐不承受高压，高温混凝土可以被应用于建造容器外壳，进一步降低了系统建造成本。

附图说明

图1为本发明实施例1的太阳能热动力系统示意图；

图2为本发明实施例2的太阳能热动力系统示意图；

图3为本发明实施例3的太阳能热动力系统示意图；

图4为本发明实施例4的太阳能热动力系统示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

实施例1

图1所示为本发明的集颗粒吸热、储热、直接接触换热于一体的太阳能热动力系统的实施例1。此实施例中太阳能热动力系统，包括颗粒吸热单元、颗粒储热单元、直接接触式过热蒸汽发生单元和蒸汽动力单元。太阳能吸热单元包括了一组太阳能反射镜场2，一套颗粒吸热装置3，一个太阳能塔4、一个颗粒提升装置18和一个小型颗粒循环提升装置19；颗粒储热单元包括一个高温颗粒储罐5和一个低温颗粒储罐10；直接接触式过热蒸汽发生单元包括两个高温颗粒预储罐6、7，一个过热蒸汽发生器8，一个低温颗粒预储罐9，一组高温颗粒开关阀门F1～F8，一个稳压罐11和一个调压阀F10；蒸汽动力单元包括一个蒸汽透平12，一个发电机13，一个凝汽器14，一个除氧器16，一个凝结水泵15和一个给水泵17。通过顺序开关预储罐高温开关阀F1～F6，可以实现持续、平稳的过热蒸汽输出。

具体系统工作流程为：

1.吸热阶段：颗粒提升装置18将低温颗粒储罐10内的低温颗粒801提升至太阳能塔4顶部的颗粒吸热装置3上方然后倾倒，进入流动颗粒吸热装置3内；颗粒在掉落过程中吸收经反射镜场2会聚的太阳辐射热能1升温，升温后的固体颗粒掉落颗粒吸热装置3底部。为保证固体颗粒被加热到预定温度范围，小型颗粒循环提升装置19将吸热装置底部的固体颗粒重新提升至颗粒吸热装置3顶部再次掉落。

2.储热阶段：在颗粒吸热装置3内循环掉落吸热后达到预定高温范围的固体颗粒801通过输送管道掉落高温颗粒储罐5内常压存储，输出存储的高温颗粒可以为直接接触式过热蒸汽发生单元提供热源。根据太阳辐射强度的变化，高温颗粒的输入和输出可以单独进行或者同时进行，颗粒的输入输出速度可以保持一致也可以不一致。在没有太阳辐射的晚间，颗粒吸热系统停止运行，高温颗粒不再输入高温颗粒储罐5，储存在高温颗粒储罐5内的高温颗粒直接输出为过热蒸汽发生单元提供热源。经过颗粒直接接触式热蒸汽发生单元换热后的较低温度但是高于常温的颗粒常压储存在低温颗粒储罐10中。

3.过热蒸汽发生阶段：

a.在蒸汽发生器8内为高压的状态下，关闭过热蒸汽发生器8上方的高温开关阀门F3、F4和下方的高温开关阀门F5，关闭低温预储罐9底部高温开关阀门F6，打开高温颗粒预储罐6和7上方的高温开关阀门F1和F2，高温固体颗粒801从高温颗粒储罐5内依靠重力掉落高温颗粒预储罐6、7内至预定高度。

b.关闭高温颗粒预储罐6、7上方的高温开关阀门F1、F2，经过除氧后的工质水经给水泵17泵入过热蒸汽发生器8底部的预热管道805，经过预热后的工质水从喷淋装置804中向过热蒸汽发生器8内喷淋。同时打开高温开关阀门F3，高温颗粒从高温颗粒预储罐6内持续下落至过热蒸汽发生器8内，掉落的高温颗粒通过颗粒分流装置802分流后在过热蒸汽发生器8内均匀掉落，并被颗粒减速装置803减速，高温颗粒与喷淋水直接接触产生饱和蒸汽，饱和蒸汽在向上运动过程中进一步与顶部的高温颗粒交换热量形成过热蒸汽，打开阀门F9使得蒸汽通过过滤装置807过滤净化后输出到稳压罐11内。当高温颗粒预储罐6内的固体颗粒完全掉落后，关闭高温开关阀门F3，打开高温开关阀门F4，高温颗粒预储罐7内的高温颗粒掉落过热蒸汽发生器8内与喷淋水滴接触换热产生过热蒸汽，蒸汽通过过滤装置807过滤净化后输出到稳压罐11内。

c.在重新往高温预储罐6或7填充高温颗粒之前，先打开高温调节阀F7或F8，将预储罐内高压过热蒸汽输入除氧器16内用于加热凝结水并去除凝结水内的氧气，同时提高系统热效率。

d.在卸料时，打开过热蒸汽发生器下方的阀门F5，过热蒸汽发生器8底部的低温颗粒进入低温预储罐9内并至一定位置，然后关闭高温开关阀门F5，打开高温开关阀门F6，低温预储罐内的低温颗粒进入低温颗粒储罐10内。

4.动力输出阶段：在过热蒸汽发生阶段至卸料阶段，打开稳压罐11上方的调压阀F10，高压过热蒸汽进入透平12内推动叶片转动做功，同时带动发电机13发电。透平出口的过热蒸汽输出到凝汽器14内凝结后，由凝结水泵15泵入除氧器，在除氧器内的凝结水通过透平中间抽气和预储罐放气加热除氧后，由给水泵17加压后输入预热管道内，完成循环。

实施例2

在大型发电机组中，为了提高系统的整体发电效率，需要将各级透平的出口蒸汽再热至与进口蒸汽接近的温度，然后输入下一级透平做功。图2所示为本发明的太阳能热动力系统的实施例2，为实例1的改进，在过热蒸气发生器5顶部增加至少一个的蒸汽再热管道20，各级透平出口低温蒸汽重新进入再热管道内与过热蒸汽发生器8顶部的高温蒸汽/颗粒混合物交换热量，再热后的高温蒸汽进入下一级透平做功。

实施例3

图3所示为本发明的实施例3——太阳能热动力系统，为实例1的变化。储存了大量颗粒的大容积高温颗粒储罐并没有设置在高温颗粒预储罐上方，而是埋设在地面下，高温颗粒通过一个颗粒提升装置21提升到高温颗粒预储罐6、7上方掉落。在大的发电功率的系统中，需要的高温颗粒储罐体积将非常巨大，在蓄热完成以后，装满高温颗粒的高温颗粒储罐的质量非常大，悬空的高温颗粒储罐为工程建造和运行维护造成很大的问题，而将高温颗粒储罐埋设于地下的设计则避免了这些问题的发生，只是增加了一部分用于将颗粒提升的电力损耗。

实施例4

图4所示为本发明实施例4——槽式太阳能热动力系统，为实施例3的变化。槽型抛物面镜场2将太阳光聚焦到管道式颗粒吸热装置3内并加热颗粒至高温。颗粒在吸热装置内可以由气力驱动，或者槽式抛物面镜场和颗粒吸热装置3有一定斜度，颗粒在吸热装置3内依靠重力滑落。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能热动力系统，集颗粒吸热、储热、直接接触换热于一体，包括颗粒吸热单元、颗粒储热单元、直接接触式过热蒸汽发生单元和蒸汽动力单元，其特征在于，所述颗粒吸热单元、颗粒储热单元、直接接触式过热蒸汽发生单元和蒸汽动力单元依次连接，其中，

--所述颗粒吸热单元包括至少一太阳能集热装置、颗粒吸热装置和颗粒提升装置，所述太阳能集热装置用以加热所述颗粒吸热装置中的储热颗粒；

--所述颗粒储热单元至少包括一高温颗粒储罐和一低温颗粒储罐；

--所述直接接触式过热蒸汽发生单元包括至少一高温颗粒预储罐、低温颗粒预储罐、过热蒸汽发生器和稳压罐，其中，所述过热蒸汽发生器的顶部设置与所述稳压罐连通的过热蒸汽出口，所述过热蒸汽发生器的底部设置供水口；

--所述蒸汽动力单元至少包括一依次连接的蒸汽透平、凝汽器和除氧器，所述蒸汽透平的蒸汽进口与所述稳压罐的蒸汽出口连通，所述除氧器的出口与所述过热蒸汽发生器的供水口连通；

所述颗粒吸热装置、高温颗粒储罐、高温颗粒预储罐、过热蒸汽发生器、低温颗粒预储罐和低温颗粒储罐间通过颗粒输运管路依次连通，所述低温颗粒储罐的颗粒出口与所述颗粒提升装置的颗粒进口连通，所述颗粒提升装置用以将所述低温颗粒预储罐中的储热颗粒提升输运至所述颗粒吸热装置中；

所述高温颗粒储罐、高温颗粒预储罐、过热蒸汽发生器、低温颗粒预储罐和低温颗粒储罐之间的颗粒输运管路上均设有控制阀门，所述过热蒸汽发生器与稳压罐之间的蒸汽管路上也设有阀门，所述稳压罐与蒸汽透平之间的蒸汽管路上设阀门。

2.根据权利要求1所述的太阳能热动力系统，其特征在于，所述过热蒸汽发生器包括至少一颗粒分流器、喷淋装置、预热装置和颗粒减速装置，其中，所述颗粒分流器布置在所述过热蒸汽发生器内腔顶部的颗粒进口位置处；所述喷淋装置包括多个喷嘴并安装于所述过热蒸汽发生器内腔的顶部或四周，所述喷淋装置的进水口与所述预热装置的出水口连通；所述预热装置布置在所述过热蒸汽发生器底部的低温储热颗粒层内，通过所述供水口与所述除氧器的出口连通；所述颗粒减速装置的数量为多个，在空间上分布在所述过热蒸汽发生器的内腔中。

3.根据权利要求2所述的太阳能热动力系统，其特征在于，所述喷淋装置安装于所述过热蒸汽发生器内腔的四周，伸入所述过热蒸汽发生器内腔的多个喷嘴在高度方向上分布为若干层，相邻各层的喷嘴长度保持一致，或相邻各层的喷嘴长度不等且越靠上布置的喷嘴其长度越长。进一步地，所述多个喷嘴的喷淋方向保持水平或与水平方向呈一定角度。

4.根据权利要求2所述的太阳能热动力系统，其特征在于，所述预热装置的预热管道为蛇形管、螺旋管、盘管、水平管束、垂直管束的一种或者至少两种以上的组合，多个预热管道的布置形式为独立布置或者交叉布置，预热管道之间留有供储热颗粒下落的空间。

5.根据权利要求2所述的太阳能热动力系统，其特征在于，所述颗粒减速装置为一系列圆锥筒、倾斜平板、多孔板、格栅、顺排圆管阵列、叉排圆管阵列、顺排椭圆管阵列或叉排椭圆管阵列。进一步地，所述颗粒减速装置的材料为耐高温陶瓷、钢、钛、Al₂O₃、MgO和多孔介质材料中的至少一种。

6.根据权利要求2所述的太阳能热动力系统，其特征在于，所述过热蒸汽发生器还包括过滤装置，所述过滤装置设置在所述过热蒸汽发生器的过热蒸汽出口和喷淋装置出口处。

7.根据权利要求1或2所述的太阳能热动力系统，其特征在于，所述稳压罐的数量为至少一个，其外壳材料为碳钢、不锈钢或铝合金。优选的，采用单个稳压罐，材料为耐高温不锈钢材料。

8.根据权利要求1或2所述的太阳能热动力系统，其特征在于，所述高温颗粒预储罐、过热蒸汽发生器、低温颗粒预储罐和低温颗粒储罐的布置高度逐次降低，储热颗粒在这些装置之间依靠自身重力的驱动而流动。优选地，所述高温颗粒储罐在高度方向上布置在所述颗粒吸热装置的下方和所述高温颗粒预储罐的上方，所述颗粒吸热装置中的储热颗粒在重力作用下由高温颗粒储罐流动至所述高温颗粒预储罐，或，所述高温颗粒储罐置于地表或者埋在地表以下，所述颗粒吸热装置中的储热颗粒在重力作用下流动至所述高温颗粒储罐中，所述高温颗粒储罐和高温颗粒预储罐间设置另一颗粒提升装置，所述高温颗粒储罐中的储热颗粒通过该另一颗粒提升装置提升输运至所述高温颗粒预储罐。

9.根据权利要求1所述的太阳能热动力系统，其特征在于，所述颗粒吸热装置内还设置一颗粒循环提升装置或扬砂装置，将所述颗粒吸热装置底部的储热颗粒重新提升或扬起至颗粒吸热装置的顶部后掉落吸热，以进一步提高所述储热颗粒的温度。

10.根据权利要求1所述的太阳能热动力系统，其特征在于，所述太阳能集热装置为塔式太阳能集热装置，包括至少一组反射镜场和太阳能塔，所述颗粒吸热装置置于所述太阳能塔的顶部，高温颗粒预储罐、过热蒸汽发生器、低温颗粒预储罐和低温颗粒储罐高度依次降低，置于太阳能塔一侧，高温颗粒储罐位于颗粒吸热装置和高温颗粒预储罐之间。