CN101832671A - 太阳能真空集热管 - Google Patents

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范多旺
范多进
王成龙
王成兵
孔令刚
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Lanzhou Dacheng Vacuum Technology Co Ltd
Lanzhou Dacheng Technology Co Ltd
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Lanzhou Dacheng Vacuum Technology Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种太阳能集热管，具体涉及太阳能真空集热管，特别是用于太阳能高温热发电集热系统中的槽式聚光器中的集热管。一种太阳能真空集热管，有金属管(1)，玻璃套管(6)，其特征有在玻璃套管(6)的外环设有波纹管(4)，玻璃-金属过渡件(2)一端与玻璃套管(6)连接，另一端向玻璃套管(6)的管外伸出与波纹管(4)的一端连接；波纹管(4)的另一端与金属管(1)连接。本发明的有益效果：将膨胀补偿装置(波纹管)设置在玻璃管之外，避免了波纹管以及玻璃-金属-过渡件受金属内管高温工质向波纹管的热辐射。

Description

太阳能真空集热管
技术领域：
本发明涉及一种太阳能集热管，具体涉及太阳能真空集热管，特别是用于太阳能热发电集热系统中的槽式聚光器中的集热管。
背景技术：
能源短缺、资源枯竭、环境污染等问题已严重影响人们的生活和制约社会的发展，各国竞相开展水能、风能、地热能、生物能、潮汐能、太阳能等清洁能源和可再生能源的应用研究。
目前，较为成熟的太阳能发电技术是光伏发电和太阳能热发电。在太阳能热发电中，通过聚光产生高温进而发电的，效率较高，更具有应用前景。
根据聚光方式不同，聚光类太阳能热发电技术包括：
塔式(Power tower)太阳能热电；槽式(Parabolic trough)太阳能热发电；碟式(Parabolic dish)太阳能热发电。槽式太阳能集热系统是太阳能热发电技术商业化并网发电最具有潜力的方式之一。对于槽式太阳能热发电系统，真空集热管是系统核心部件之一。
太阳能真空集热管一般的结构为：表面涂覆有高温选择性吸收涂层的金属管内管和具有高透过率的玻璃外管组成。为了在集热过程中减少热损失，提高集热效率，将内外管之间的空隙抽成真空。但是太阳能集热管中工质的温度一般在在400℃，而玻璃外管的温度在100℃左右，由于金属内管与玻璃外管之间热膨胀系数显著的差异，需要进行膨胀补偿，通常的做法是通过金属波纹管进行补偿。专利200610104684.5公开了一种金属-波纹管-玻璃的连接方式。该结构中金属-波纹管-玻璃直线排列，此结构由于波纹管的遮光，使得整根太阳能真空管的有效吸热面积减小，从而使得吸热效率降低。
其次由于金属波纹管-玻璃之间的连接仍然受聚焦太阳光的照射，因此如果不进行过热防护将由于骤冷骤热使得此处的真空密封失效，从而使得整根集热管失效，影响整个系统的效率。为此，专利03158832.8公开了一种太阳能用吸热管，其特点在于膨胀补偿装置(波纹管)至少部分设置在金属管和玻璃-金属-过渡件之间的环形室内，此外增加了附加的遮光板，用于遮挡聚焦在吸热管上的太阳辐射，如此避免了波纹管以及玻璃-金属-过渡件完全暴露在聚焦的太阳光中。专利03158832.8附图1中所示的结构，额外附加的外罩避免了玻璃-金属-过渡件暴露在聚焦的太阳光中，同时波纹管与金属管之间的连接件部分反射了金属内管高温工质向波纹管的热辐射，从而提高波纹管的寿命。但是该结构的缺点是首先为了防护聚焦太阳光直接照射在玻璃-金属-过渡件而额外附件的外罩并不能有效的起到防护作用。如，当光倾斜入射时，遮光板并不能完全遮住进入套管而绕开吸热管到达套管内的辐射。如该专利附图2所示的结构。
发明内容：
本发明的目的在于避免现有技术的不足，提供一种太阳能真空集热管。将膨胀补偿装置(波纹管)设置在玻璃管之外，如此避免了波纹管以及玻璃-金属-过渡件受金属内管高温工质向波纹管的热辐射。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种太阳能真空集热管，有金属管(1)，玻璃套管(6)，其主要特点有在玻璃套管(6)的外环设有波纹管(4)，玻璃-金属过渡件(2)一端与玻璃套管(6)连接，另一端向玻璃套管(6)的管外伸出与波纹管(4)的一端连接；波纹管(4)的另一端与金属管(1)连接。
所述的太阳能真空集热管，还包括有在波纹管(4)的另一端与金属管(1)之间设有波纹管外保护管(5)。
所述的太阳能真空集热管，还包括有在金属管(1)与玻璃套管(6)之间的环形室内设有遮阳隔热管(3)。
本发明的有益效果：一是由于在玻璃套管6与玻璃-金属过渡件2的连接部位与金属内管1之间安装了遮阳隔热管3，从而防止玻璃-金属过渡件2受到金属内管高温工质的热辐射，不会出现过热而使得玻璃-金属过渡件2破裂导致玻璃套管和内管之间的真空密封遭到破坏。此外，波纹管外保护管5有效阻挡了经过槽式聚焦反射镜聚焦的太阳光直接照射在玻璃-金属过渡件2上，能够防止玻璃-金属过渡件2的破裂，从而导致集热管真空破坏失效。
另一有益效果是当集热管受热膨胀，金属内管1将沿玻璃-金属过渡件2向外延伸，结构将向遮光面减小的方向变化，从而增加吸热管的吸光面，在此提高吸热管的效率。
附图说明：
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明实施例2的结构示意图。
图中：1.金属管，2.玻璃-金属过渡件，3.遮阳隔热管，4.波纹管，5.波纹管外保护管，6.玻璃套管。
具体实施方式：
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1：见图1，一种太阳能真空集热管，有金属管1，玻璃套管6，在玻璃套管6的外环设有波纹管4，玻璃-金属过渡件2一端与玻璃套管6连接，另一端向玻璃套管6的管外伸出与波纹管4的一端连接；波纹管4的另一端与金属管1连接。在金属管1与玻璃套管6之间的环形室内设有遮阳隔热管3。
实施例2：见图2，一种太阳能真空集热管，还包括有在波纹管4的另一端与金属管1之间设有波纹管外保护管5。其余结构与实施例1相同。
上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种太阳能真空集热管，有金属管(1)，玻璃套管(6)，其特征有在玻璃套管(6)的外环设有波纹管(4)，玻璃-金属过渡件(2)一端与玻璃套管(6)连接，另一端向玻璃套管(6)的管外伸出与波纹管(4)的一端连接；波纹管(4)的另一端与金属管(1)连接。
2.如权利要求1所述的太阳能真空集热管，其特征还包括有在波纹管(4)的另一端与金属管(1)之间设有波纹管外保护管(5)。
3.如权利要求1所述的太阳能真空集热管，其特征还包括有在金属管(1)与玻璃套管(6)之间的环形室内设有遮阳隔热管(3)。
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