УСТРОЙСТВО, ПРОМЫШЛЕННАЯ УСТАНОВКА И СПОСОБ, ОБЛАДАЮЩИЕ ВЫСОКИМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ КПД ДЛЯ АККУМУЛИРОВАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ СОЛНЦА

1. Устройство (1) для аккумулирования и выделения тепловой энергии, предназначенное для приема сфокусированного солнечного излучения и содержащее:
- по меньшей мере, один слой (3, 30) псевдоожижаемых частиц, расположенный, по меньшей мере, частично рядом с воспринимающей поверхностью (20) такого излучения;
- средства подачи (14, 142, 21), обеспечивающие подачу псевдоожижающего газа для псевдоожижения упомянутых частиц; и
- теплообменные элементы (4), через которые во время работы протекает рабочая текучая среда и которые установлены внутри или в непосредственной близости от слоя (3, 30) псевдоожижаемых частиц,
при этом общая конструкция такова, что в рабочем режиме части (3, 30) упомянутого слоя частиц имеют возможность выборочного приводиться в движение псевдоожижающим газом для аккумулирования тепловой энергии, получаемой от солнечного излучения, на стадии аккумулирования тепла, и для передачи аккумулированного тепла теплообменным элементам (4) на стадии тепловыделения,
причем общая компоновка такова, что позволяет независимо активировать стадию аккумулирования тепла и стадию тепловыделения.
2. Устройство (1) по п.1, в котором слой частиц, в свою очередь, содержит:
- первую аккумулирующую часть (30), предназначенную для аккумулирования тепловой энергии, получаемой от сфокусированного солнечного излучения и расположенную рядом с поверхностью (20), воспринимающей солнечное излучение; и
- вторую тепловыделяющую часть (3), примыкающую к первой части (30) и предназначенную для передачи тепловой энергии, аккумулированной первой частью (30), теплообменным элементам (4),
при этом первая часть (30) и вторая часть (3) предназначены для осуществления соответственно стадии аккумулирования и стадии тепловыделения посредством соответствующего псевдоожижения.
3. Устройство (1) по п.2, в котором первая (30) и вторая (3) части слоя частиц расположены в общей герметичной оболочке (2).
4. Устройство (1) по любому из пп.1-3, в котором теплообменные элементы (4) расположены так, чтобы контактировать, по меньшей мере, с частью (3) слоя (3, 30) частиц и (или) охватываться во время работы, по меньшей мере, частью (3) слоя (3, 30) при его псевдоожижении с помощью псевдоожижающего газа.
5. Устройство (1) по любому из пп.1-3, в котором теплообменные элементы представляют собой пучки (4) труб.
6. Устройство (1) по любому из пп.1-3, содержащее средства (15, 151) подачи и средства (22, 222) безопасного сжигания горючего газа в слое (3, 30) частиц или в его части.
7. Устройство (1) по любому из пп.1-3, в котором средства (14, 142, 21) подачи разделены (141) на отсеки для выборочного и (или) дифференцированного псевдоожижения одной или нескольких частей слоя (3, 30) частиц с помощью псевдоожижающего газа и (или) выборочного и (или) дифференцированного псевдоожижения первой (30) и второй (3) части слоя частиц или его частей.
8. Устройство (1) по любому из пп.1-3, в котором независимая активация стадии аккумулирования или стадии тепловыделения получена разделением контуров рабочей текучей среды и псевдоожижающего газа.
9. Устройство (1) по любому из пп.1-3, содержащее теплообменник (7) типа газ-газ, предпочтительно типа воздух-воздух, при этом общая компоновка такова, что при работе в такой теплообменник подают первый холодный газ, являющийся псевдоожижающим газом, используемым для псевдоожижения слоя (3, 30) частиц или его первой (30) и (или) второй (3) части, и второй горячий газ, являющийся псевдоожижающим газом, поступающим с выхода слоя (3, 30) частиц или первой (30) или второй (3) его части.
10. Устройство (1) по п.9, которое установлено на башенном сооружении, в котором установлен теплообменник (7) типа газ-газ.
11. Устройство (1) по любому из пп.1-3, 10, которое пригодно для использования воздуха в качестве псевдоожижающего газа.
12. Устройство (1) по любому из пп.1-3, 10, содержащее средство (8) обеспечения принудительной циркуляции псевдоожижающего газа.
13. Устройство (1) по любому из пп.1-3, 10, содержащее средство выборочного изменения скорости псевдоожижающего газа.
14. Устройство (1) по любому из пп.1-3, 10, содержащее средство (6) очистки псевдоожижающего газа от пыли, установленное по потоку после зоны псевдоожижения слоя (3, 30) частиц.
15. Установка (100) для выработки пара или тепла для промышленного использования, содержащая одно или несколько устройств (1) по любому из пп.1-14.
16. Установка (100) по п.15, которая является электростанцией.
17. Способ выработки пара или тепла для промышленного использования из сфокусированного солнечного излучения с помощью слоя (3, 30) псевдоожижаемых частиц, предназначенного для аккумулирования тепловой солнечной энергии и выборочного приведения в движение с помощью псевдоожижающего газа, включающий в себя:
- первый этап аккумулирования тепловой энергии, получаемой от сфокусированного солнечного излучения, путем приведения в движение первой части (30) слоя частиц; и
- второй этап выделения тепловой энергии, аккумулированной на первой стадии, теплообменным элементам (4), через которые протекает рабочая текучая среда;
- при этом этапы аккумулирования и тепловыделения могут быть активированы независимо друг от друга.
18. Способ по п.17, в котором раздельная активация этапов аккумулирования и тепловыделения достигается тепловым разделением контуров рабочей текучей среды и псевдоожижающего газа.
19. Способ по любому из п.17 или 18, который включает в себя этап теплового обмена типа газ-газ, предпочтительно воздух-воздух, между первым холодным газом, являющимся псевдоожижающим газом, используемым для псевдоожижения частей слоя (3, 30) частиц, и второго горячего газа, являющегося псевдоожижающим газом с выхода частей слоя (3, 30) частиц.
20. Способ по любому из п.17 или 18, в котором псевдоожижающий газ является воздухом.
21. Способ по любому из п.17 или 18, в котором осуществляют выборочное изменение скорости подачи псевдоожижающего газа.
22. Способ по любому из п.17 или 18, который является способом выработки электрической энергии.
23. Способ по любому из п.17 или 18, в котором сжигают газообразное ископаемое топливо в слое (3, 30) частиц или в его части.