CN102162689A - 发电用太阳能高温集热管排气方法及卧式排气台 - Google Patents

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李云辉
李云松
华冬辉
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Abstract

一种发电用太阳能高温集热管卧式排气台，包括机架1、保温箱2、升降机构3、电热封口炉4、电加热管5、热电偶6、真空胶管7、排气总管8和分子泵真空抽气系统9，保温箱2采用卧式矩形箱体结构，分为上箱体21和下箱体22两个部分，箱内用隔板23隔离成三个温控区；电热封口炉4和不锈钢直管式电加热管5安装在下箱体22的底板上，铠装热电偶6设置在保温箱2中，用于检测箱内的温度；分子泵真空抽气系统9通过排气总管8和真空胶管7与高温集热管10尾咀连接，便可进行烘烤与排气。本发明将现有集热管排气台立式结构改为卧式结构，破解了超长管排气所引起的设备超高、厂房超高、使用维护、工件装取困难等许多难题，为实行自动化创造了条件。

Description

发电用太阳能高温集热管排气方法及卧式排气台
技术领域
本发明涉及一种真空排气专用设备，特别是一种发电用太阳能高温集热管排气方法及卧式排气台。
背景技术
现在国内市场最常见的集热管排气台都是立式结构，生产出的中、低温集热管长度大都在1.5-2.1米以内，结构形式为双层单端开口，且用水作为传热介质，导热温度要求不高，主要用于太阳能热水器及其他热水工程等使用，不能满足太阳能发电用高温集热管的需要。发电用高温真空集热管结构形式为双层双端开口，是在内管直径70、长度4060的合金管上镀制光选择性吸收涂层,再与外管直径115的玻璃管封接，经真空排气封口而成。它用高温油作为传热介质，与普通中、低温集热管相比, 结构形式不一样，而且更大更长,导热温度、热膨胀性能都有更高的要求。
采用太阳能光伏发电成本太高，而采用光热转换太阳能槽式发电相对成本低、效率高，且在世界多国已有成功案例。太阳能槽式发电是一个复杂的系统工程。生产出高质量的发电用高温真空集热管，是解决这个复杂的系统工程当中的几大核心技术难点之一。在我国尚处于发展起步阶段。
高温集热管排气台是生产集热管成套设备中的一个组成部分，太阳能集热管的质量与真空封接后管内真空度有关，所以在封口前必须把内外管之间的气体除净。在抽真空的过程中，为了使吸附在管壁的残余气体充分解吸后排出，所以排气台的工作方式是在对管子抽高真空的同时，还对管子施加高温烘烤，达到一定的真空度要求后封口完成。
发明内容
本发明的目的之一是克服现有技术的上述不足，而提供一种发电用太阳能高温集热管排气方法，以满足太阳能槽式发电的需要。
达到本发明上述目的的技术方案是：一种发电用太阳能高温集热管排气方法，将立式结构的保温箱改为卧式矩形箱体结构的保温箱，保温箱分为上箱体和下箱体两个部分。
本发明进一步的技术方案是: 保温箱内用隔板隔离成三个温控区。
本发明更进一步的技术方案是: 每个温控区温度可根据工艺要求设定和调整，两端温控区的温度为250-400℃，中间温控区的温度为450-550℃。
本发明再进一步的技术方案是: 玻璃集热管在升温、保温、冷却过程中极易产生应力炸裂，过程要逐渐有序进行，升温和冷却过程中，每分钟升、降温幅度小于2℃。
本发明的目的之二是克服现有技术的上述不足，而提供一种发电用太阳能高温集热管卧式排气台，以满足太阳能槽式发电的需要。
达到本发明上述目的的技术方案是：一种发电用太阳能高温集热管卧式排气台，包括机架、保温箱、升降机构、电热封口炉、电加热管、热电偶、真空胶管、排气总管和分子泵真空抽气系统，保温箱采用卧式矩形箱体结构，保温箱分为上箱体和下箱体两个部分，下箱体固定安置在机架上，升降机构安装在机架上部，并与上箱体连接，以便带动其升降；电热封口炉和不锈钢直管式电加热管安装在下箱体的底板上，被排气的集热管的尾管穿过电热封口炉插入相应的真空胶管的接嘴内，用于检测箱内的温度的铠装热电偶设置在保温箱中，分子泵真空抽气系统通过排气总管和真空胶管与高温集热管尾咀连接。
本发明进一步的技术方案是: 保温箱内用隔板23隔离成三个温控区，每个温控区温度可根据工艺要求设定和调整，两端的温控区的温度为250-400℃，中间的温控区的温度为450-550℃。
本发明再进一步的技术方案是:玻璃集热管在升温、保温、冷却过程中极易产生应力炸裂，过程要逐渐有序进行，升温和冷却过程中，每分钟升、降温幅度小于2℃。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1、结合新的集热管结构形式为双层双端开口侧部排气的特点，将现有集热管排气台立式结构改为卧式结构，破解了超长管排气所引起的设备超高、厂房超高、使用维护等许多难题；
2、采用卧式矩形保温箱，箱体分为上箱和下箱两个部分，便于开启，解决了超长管工件装取困难的难题，方便可靠；
3、将现有集热管排气台保温箱只有一个温控区改设多个温控区，并作好有效隔离，每个温控区温度可根据工艺要求设定和调整（两头金属与玻璃封接处温度不能高），这就做到了该低温的地方能低，该高温的地方能高，确保了集热管工艺质量；
4、在现有集热管排气台人工火焰封口的基础上采用电热封口炉进行封口（刹管），免去了人工操作的繁琐和劳累，又保证了封口质量的稳定，为实行自动化创造了条件；
5、采用分子泵组成真空抽气系统，比油扩散泵节能70％以上，且节省辅助工作时间，生产节拍更加紧凑，没有油气污染，集热管的质量更有保证。
以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的左视图。
具体实施方式
如图1、2所示：一种发电用太阳能高温集热管卧式排气台，包括机架1、保温箱2、升降机构3、电热封口炉4、电加热管5、热电偶6、真空胶管7、排气总管8和分子泵真空抽气系统9，保温箱2采用卧式矩形箱体结构，具备良好的隔热和保温功能，内部加有两层不锈钢反射板，以减少热辐射，提高保温性能，夹层之间填充保温材料，保温箱2分为上箱体21和下箱体22两个部分，箱内用隔板23隔离成三个温控区，每个温控区温度可根据工艺要求设定和调整，两端温控区的温度为250-400℃，中间温控区的温度为450-550℃，下箱体22固定安置在机架1上，升降机构3安装在机架1上部，并与上箱体21顶部连接，以便带动其升降，在机架1立柱上装有极限碰停装置，上箱体21到位后，升降机构3自动停止工作；电热封口炉4和不锈钢直管式电加热管5安装在下箱体22的底板上，被排气的集热管10的尾管必须穿过电热封口炉4才能插入相应的真空胶管7的接嘴内，铠装热电偶6设置在保温箱2中，用于检测箱内的温度，玻璃高温集热管10在升温、保温、冷却过程中极易产生应力炸裂，过程要逐渐有序进行，升温和冷却过程中，每分钟升、降温幅度小于2℃；分子泵真空抽气系统9通过排气总管8和真空胶管7与高温集热管10尾咀连接，便可进行烘烤与排气。本发明有独立的真空测量系统，采用双热偶复合真空计测量并屏幕数字显示，手动/自动控制系统和冷却系统等设置在适当的位置，操作使用维护方便；手动/自动控制系统采用PLC可编程序控制器,通过其RS232串口，与触摸屏、复合真空计联机通讯，在触摸屏上可进行参数设置、参数实时值显示、机组运行操作等，由PLC设置的程序对系统手动和自动工作程序进行控制，确保系统控制更加可靠、准确和稳定；对设备主要部件在工作不同的进程阶段，设有机械泵过载保护、真空泵断相保护、二次控制电源短路保护，在加温、保温阶段和刹管进行中设有暴大气时的保护与报警，当真空管尾管刹管暴大气时能迅速自动地关闭真空机组的高阀，保护分子泵，使它不被暴大气，延长泵的维修周期和使用寿命。
主要技术性能规范
1.装管数量：6只（Φ115×4060）；
排气嘴（尾管）Φ12×150mm。
2. 热屏蔽箱内腔尺寸：4250×1200×220mm。
3. 加热功率：24kw。
4. 加热温度：460℃。
5. 机组极限压强：≤1.3×10-3Pa。
6. 设备外形尺寸：5712×1590×2190mm（长×宽×高）；
7. 冷却水：200升/小时、压力0.25MPa 、水温≤25℃。
8. 总功率：30.75kw ，其中：扩散泵2×2kw，机械泵1.1×2kw，减速电动机0.55kw，烘烤24kw。

Claims (8)

1.一种发电用太阳能高温集热管排气方法，其特征是将立式结构的保温箱改为卧式矩形箱体结构的保温箱，保温箱分为上箱体和下箱体两个部分。
2.根据权利要求1所述的发电用太阳能高温集热管排气方法，其特征是保温箱内用隔板隔离成三个温控区，每个温控区温度可根据工艺要求设定和调整，两端温控区的温度为250-400℃，中间温控区的温度为450-550℃。
3.根据权利要求1或2所述的发电用太阳能高温集热管排气方法，其特征是玻璃集热管在升温、保温、冷却过程逐渐有序进行，升温和冷却过程中，每分钟升、降温幅度小于2℃。
4.根据权利要求1或2所述的发电用太阳能高温集热管排气方法，其特征是机组极限压强为：≤1.3×10-3Pa，冷却水200升/小时、压力0.25MPa 、水温≤25℃。
5.根据权利要求3所述的发电用太阳能高温集热管排气方法，其特征是机组极限压强为：≤1.3×10-3Pa，冷却水200升/小时、压力0.25MPa 、水温≤25℃。
6.一种发电用太阳能高温集热管卧式排气台，包括机架、保温箱、升降机构、电热封口炉、电加热管、热电偶，其特征是还包括真空胶管、排气总管和分子泵真空抽气系统，，保温箱采用卧式矩形箱体结构，保温箱分为上箱体和下箱体两个部分，下箱体固定安置在机架上，升降机构安装在机架上部，并与上箱体连接，以便带动其升降；电热封口炉和不锈钢直管式电加热管安装在下箱体的底板上，被排气的集热管的尾管穿过电热封口炉插入相应的真空胶管的接嘴内，用于检测箱内的温度的铠装热电偶设置在保温箱中，分子泵真空抽气系统通过排气总管和真空胶管与高温集热管尾咀连接。
7.根据权利要求6所述的发电用太阳能高温集热管卧式排气台，其特征是保温箱内用隔板隔离成三个温控区，每个温控区温度可根据工艺要求设定和调整，两端温控区的温度为250-400℃，中间温控区的温度为450-550℃。
8.根据权利要求6或7所述的发电用太阳能高温集热管卧式排气台，其特征是玻璃集热管在升温、保温、冷却过程中极易产生应力炸裂，过程要逐渐有序进行，升温和冷却过程中，每分钟升、降温幅度小于2℃。
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