CN102109231A - 一种线聚焦太阳能真空集热管 - Google Patents
一种线聚焦太阳能真空集热管 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102109231A CN102109231A CN2009102600023A CN200910260002A CN102109231A CN 102109231 A CN102109231 A CN 102109231A CN 2009102600023 A CN2009102600023 A CN 2009102600023A CN 200910260002 A CN200910260002 A CN 200910260002A CN 102109231 A CN102109231 A CN 102109231A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tube
- glass
- heat
- expansion
- low
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 33
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 claims description 10
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 2
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 claims description 2
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 2
- 230000008961 swelling Effects 0.000 claims description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 229910001111 Fine metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 210000000664 rectum Anatomy 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
Landscapes
- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
Abstract
本发明涉及一种太阳能中高温线聚焦真空集热管，属于太阳能热利用技术领域。该集热管包括玻璃套管、与玻璃套管同轴安装的表面镀有吸热涂层的金属直管，以及与两者连接的中间波纹管及低膨胀合金盖板，所述的玻璃套管和金属管之间是真空层，其改进之处在于：玻璃与低膨胀合金盖板在工作温度区间的膨胀系数接近(均为30-36×10-7/℃)，并采用与二者膨胀系数接近的玻璃熔接焊料对二者进行熔接，所述金属直管为锅炉用内螺旋合金管。本发明公开的集热管可保证其封接的可靠，尤其是在高温工作(400-600℃)区间仍然能保证性能的稳定，同时采用锅炉用内螺旋合金管更可提高吸热金属直管与管内导热介质的传热效率，降低二者温差，减小热辐射损失，大大提高集热管光热效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于槽式线聚焦太阳能真空集热管的新型封接结构，属太阳能利用技术领域。
背景技术
线聚焦太阳能集热管是各种太阳能热利用系统中的主要集热元件。线聚焦太阳能集热元件由于起到将太阳热传递给受热工质的作用，因此当要求工质温度较高时(工质温度要求高达500℃)，就对内金属管与外透明玻璃不同热变形情况下的封接结构和工艺提出了较高要求。
目前，国内有关金属直通集热管的专利技术很多，主要区别在结构差异上，技术方案有趋向一致的倾向。有的专利则试图采用粘结方式试图避开热封接和卸载结构以及加工的难题，对于材料性能的研究和加工技术的研究与国外有明显的差距。线聚焦太阳能真空集热管是涉及多学科的高科技产品，其材料涉及很多行业，材料的性能指标更受国内技术发展水平和现状的制约，因此在选择合理构造的同时，应尽可能选择国内成熟的材料和性能指标，或对原有材料提出新的要求，才能真正实现线聚焦太阳能集热管的工程化和产业化。
本人在实例制作和使用中发现，集热管的封接结构和卸载装置在材料选择上非常关键，为了进一步提高稳定性和可靠性，在产业化和工程化上有新的突破，尽可能缩短或超过国外同类产品，必须对真空集热管的封接材料和金属吸热管的结构进行合理选择。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提高线聚焦太阳能真空集热管的封接可靠性和提高金属吸热管的传热效率。
本发明是由以下技术方案解决的：
经改进的线聚焦太阳能真空集热管是由玻璃外管，玻璃封接料，低膨胀合金盖板，弹性元件，支撑套管，中间连接管，金属内管等组成，其特征在于：低膨胀合金盖板与玻璃外管通过玻璃封接料间接熔接；低膨胀合金与弹性元件亚弧焊接，弹性元件另一端与支撑套管亚弧焊接，支撑套管另一端与中间连接管亚弧焊接，中间连接管与金属内管亚弧焊接，金属内管外表面真空溅射耐高温选择性吸热涂层。
所述低膨胀合金就是一种与高硼硅3.3玻璃膨胀系数在一定工作温度区间(20-300℃)非常接近的特殊合金，这样就很好解决了金属与玻璃在工作温度区间热膨胀不一致造成应力破坏的情况。这种选择的好处是：高硼硅3.3玻璃管相对与中性玻璃透光率，耐水性以及强度都要好，而且这种材料已在太阳能热水器和医药化工行业大量使用，其生产制造非常成熟，生产成相对低廉。
所述的低膨胀合金和玻璃外管间接熔接低熔微晶玻璃封接料的线膨胀系数也应与前两者一致。膨胀系数在20-300℃区间为33±3×10-7目前国内生产这玻璃封接料没有技术问题。
所述金属内管的公称通径应根据工质流量和线聚集装置的聚光比以及聚焦和对日跟踪精度选取，通径在25-80之间，能满足系统的技术和安全承压要求。
所述金属内管为已在锅炉行业使用的内螺旋结构管，其材质根据太阳能真空要求作适当的选择。这种结构的金属管能充分提高金属管外壁与管内工质的热交换效率，同等流量和太阳能吸收强度的情况下减小金属外壁与管内工质的温差，减小管壁的热辐射损失。
由上所述可见，线聚焦太阳能集热管的各个部件结构及材料的选择是相互关联的，是一个统一体。
附图说明
图1：是本发明示意图
其中：1.金属内管；2.中间连接管；3.支撑套管；4.低膨胀合金盖板；5.玻璃封接料；6.弹性元件；7.玻璃外管
具体实施方式
1).让玻璃管生产厂按要求制作一定长度两端带法兰形状的硼硅3.3玻璃管。
2).让锅炉内螺旋管生产厂家按要求定制一定长度、直径及螺旋形状的金属内管。
3).将金属内管清洗干净，并高温除气后进行太阳能吸收膜的溅射镀覆，并在管外焊接吸气金属。
4).冲压成型低膨胀合金盖板，进行高温雾化处理。
5).将低膨胀合金盖板4与弹性元件6、支撑套管3进行亚弧组焊后形成弹性元件焊合件，并进行高温除气后检漏。
5).选用在20-500℃时，线膨胀系数为33-38×10-7/℃的玻璃熔接料。
6).将玻璃熔接料涂敷到玻璃法兰的凹槽内，让弹性元件与法兰端面同轴盖合，通过高温熔接等方法可使低膨胀合金盖板4与玻璃外管7两个封接面紧密封接。
7).将两端与弹性元件焊合件封接好的玻璃外管与金属内管1对中套合，将中间连接管2放入金属内管1与支撑套管3之间的缝隙中进行亚弧焊接，使其成文一个整体。
8).在400℃下对玻璃外管和金属内管之间的空间进行真空排气，达到10-3bar时即可封死。
Claims (4)
1.一种线聚焦太阳能真空集热管是由玻璃外管，玻璃封接料，低膨胀合金盖板，弹性元件，支撑套管，中间连接管，金属内管等组成，其特征在于：低膨胀合金盖板与玻璃外管通过玻璃封接料间接熔接；低膨胀合金与弹性元件亚弧焊接，弹性元件另一端与支撑套管亚弧焊接，支撑套管另一端与中间连接管亚弧焊接，中间连接管与金属内管亚弧焊接，金属内管外表面真空溅射耐高温选择性吸热涂层。
2.根据权利要求1所述的太阳能真空集热管，其特征在于：所述低膨胀合金就是一种与高硼硅3.3玻璃膨胀系数在一定工作温度区间(20-300℃)非常接近的特殊合金，这样能很好解决了金属与玻璃在工作温度区间热膨胀不一致造成应力破坏的情况。这种选择的好处是：高硼硅3.3玻璃管相对与中性玻璃透光率，耐水性以及强度都要好，而且这种材料已在太阳能热水器和医药化工行业大量使用，其生产制造非常成熟，生产成相对低廉。
3.根据权利要求1所述的太阳能真空集热管，其特征在于：所述的低膨胀合金和玻璃外管间接熔接低熔微晶玻璃封接料的线膨胀系数也应与前两者一致。膨胀系数在20-300℃区间为33±3×10-7目前国内生产这玻璃封接料没有技术问题。
4.根据权利要求1所述的太阳能真空集热管，其特征在于：所述金属内管为已在锅炉行业使用的内螺旋结构管，其材质根据太阳能真空要求作适当的选择。这种结构的金属管能充分提高金属管外壁与管内工质的热交换效率，同等流量和太阳能吸收强度的情况下减小金属外壁与管内工质的温差，减小管壁的热辐射损失。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200910260002 CN102109231B (zh) | 2009-12-23 | 2009-12-23 | 一种线聚焦太阳能真空集热管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200910260002 CN102109231B (zh) | 2009-12-23 | 2009-12-23 | 一种线聚焦太阳能真空集热管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102109231A true CN102109231A (zh) | 2011-06-29 |
| CN102109231B CN102109231B (zh) | 2013-08-14 |
Family
ID=44173458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200910260002 Expired - Fee Related CN102109231B (zh) | 2009-12-23 | 2009-12-23 | 一种线聚焦太阳能真空集热管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102109231B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102563930A (zh) * | 2012-02-24 | 2012-07-11 | 中国西电集团公司 | 一种膨胀节外置式太阳能发电高温真空集热管 |
| CN102840703A (zh) * | 2012-09-26 | 2012-12-26 | 山东威特人工环境有限公司 | 一种玻璃管和金属管密封连接装置 |
| CN105254191A (zh) * | 2015-10-16 | 2016-01-20 | 北京有色金属研究总院 | 一种中温太阳能真空集热管玻璃金属封接方法 |
| CN107062660A (zh) * | 2017-05-26 | 2017-08-18 | 南京诚远太阳能科技有限公司 | 金属直通真空集热管的端部密封结构 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1290789C (zh) * | 2004-07-28 | 2006-12-20 | 京东方科技集团股份有限公司 | 真空集热玻璃管与低膨胀合金金属端盖的封接方法 |
| CN101290168B (zh) * | 2007-04-17 | 2010-05-26 | 北京中航空港通用设备有限公司 | 线聚焦太阳能真空集热管封接结构和卸载装置 |
| CN101307957A (zh) * | 2008-07-03 | 2008-11-19 | 北京桑达太阳能技术有限公司 | 一种直通式真空太阳能集热管 |
-
2009
- 2009-12-23 CN CN 200910260002 patent/CN102109231B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102563930A (zh) * | 2012-02-24 | 2012-07-11 | 中国西电集团公司 | 一种膨胀节外置式太阳能发电高温真空集热管 |
| CN102563930B (zh) * | 2012-02-24 | 2013-05-15 | 中国西电集团公司 | 一种膨胀节外置式太阳能发电高温真空集热管 |
| CN102840703A (zh) * | 2012-09-26 | 2012-12-26 | 山东威特人工环境有限公司 | 一种玻璃管和金属管密封连接装置 |
| CN105254191A (zh) * | 2015-10-16 | 2016-01-20 | 北京有色金属研究总院 | 一种中温太阳能真空集热管玻璃金属封接方法 |
| CN107062660A (zh) * | 2017-05-26 | 2017-08-18 | 南京诚远太阳能科技有限公司 | 金属直通真空集热管的端部密封结构 |
| CN107062660B (zh) * | 2017-05-26 | 2023-01-13 | 南京诚远太阳能科技有限公司 | 金属直通真空集热管的端部密封结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102109231B (zh) | 2013-08-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101063559B (zh) | 线聚焦金属流道太阳能真空集热管及制造工艺 | |
| CN101498517B (zh) | 太阳能高温真空集热管 | |
| CN101245954B (zh) | 用于槽式线聚焦太阳能集热器的金属管接收器 | |
| CN201973915U (zh) | 一种u形通道组合型热管接收器 | |
| CN102109231B (zh) | 一种线聚焦太阳能真空集热管 | |
| CN201003869Y (zh) | 一种线聚焦太阳能真空集热管 | |
| CN201852331U (zh) | 线聚焦太阳能强化集热管 | |
| CN101706094A (zh) | 单层玻璃管同轴套管式槽式太阳能集热管模块 | |
| CN104296396B (zh) | 太阳能高温集热设备 | |
| CN101187504B (zh) | 一种线聚焦太阳能真空集热管 | |
| CN102102915B (zh) | U型通道组合型热管接收器 | |
| CN201344669Y (zh) | 太阳能高温真空集热管 | |
| CN201122006Y (zh) | 线聚焦太阳能真空集热管封接结构和卸载装置 | |
| CN202057069U (zh) | 一种直通式太阳能真空集热器 | |
| CN2490505Y (zh) | 直通式真空太阳集热管 | |
| CN2913965Y (zh) | 线聚焦金属流道太阳能真空集热管 | |
| CN104776623A (zh) | 单端u型通道太阳能中温集热管 | |
| CN102393093B (zh) | 设置复合消气装置的线聚焦太阳能强化集热管 | |
| CN106196646A (zh) | 一种新型玻璃热管式真空集热管 | |
| CN102109235B (zh) | 线聚焦太阳能强化集热管及其制作方法 | |
| CN204141864U (zh) | 太阳能高温集热设备 | |
| CN201615466U (zh) | 一种单层玻璃管同轴套管式槽式太阳能集热管模块 | |
| CN203719203U (zh) | 内聚光单端太阳能中高温集热管 | |
| CN202254427U (zh) | 一种槽式太阳能热发电集热管 | |
| CN204555394U (zh) | 单端u型通道太阳能中温集热管 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SINOGOLD SHENGTANG NEW ENERGY TECHNOLOGY (BEIJING) Free format text: FORMER OWNER: BEIJING ZHONGHANG AIRPORT GENERAL EQUIPMENT CO., LTD. Effective date: 20120111 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 101312 SHUNYI, BEIJING TO: 100080 HAIDIAN, BEIJING |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20120111 Address after: 100080, Beijing, Haidian, 8 North two street, Zhongguancun, Haidian District SOHO1219 Applicant after: CICC Shengtang New Energy Technology (Beijing) Co.,Ltd. Address before: 101312, No. 6, East Tianzhu Road, Tianzhu Airport Industrial Zone A, Beijing, Shunyi District Applicant before: BEIJING ZHONGHANG AIRPORT GENERAL EQUIPMENT Co.,Ltd. |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: CICC Shengtang New Energy Technology (Beijing) Co.,Ltd. Document name: Notification to Pay the Fees |
|
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Chen Caibao Document name: payment instructions |
|
| DD01 | Delivery of document by public notice | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Chen Caibao Document name: Notice of Termination of Patent Rights |
|
| DD01 | Delivery of document by public notice | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130814 |