CN102538258A - 一种膨胀节内置式太阳能发电高温真空集热管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种膨胀节内置式太阳能发电高温真空集热管，导热管与屏蔽罩焊接，屏蔽罩与下盖板的内孔焊接，膨胀节的一端与下盖板直接焊接，膨胀节的另一端与上盖板的内孔焊接，上盖板的外圆焊接有玻璃金属封接外壳，膨胀节的内孔与导向环的外圆焊接，膨胀节的外表面焊接有弧焊环。本发明的膨胀节内置式太阳能发电高温真空集热管，热吸收效率好，整体效率高，使用寿命长，集热管同轴度好。

Description

一种膨胀节内置式太阳能发电高温真空集热管
技术领域
本发明属于太阳能光热发电技术领域，涉及一种膨胀节内置式太阳能发电高温真空集热管。
背景技术
槽式太阳能发电是目前国际上用于并网发电最多的太阳能光热发电技术，该技术的核心部件为高温集热管。高温集热管通过吸收太阳能而加热液体工质，然后高温液体工质通过换热器产生高压水蒸汽，高压水蒸汽驱动常规热发电系统进行发电。为了提高能量转换效率，除了需要高温集热管能将液体工质加热到400℃以上外，还需要尽可能的减少热量损失，因此高温集热管均采用内、外管双层结构。金属内管吸收太阳能加热管内液体工质，玻璃外管起保护作用，同时内、外管之间长期处于真空状态，隔绝热传递，减少热量损失。金属内管与玻璃外管之间采用玻璃-金属封接技术将玻璃与金属连接在一起。
由于高温太阳能真空集热管内管采用不锈钢材料，外管采用硼硅3.3玻璃，这两种材料膨胀系数相差极大，接近5倍。在工作温度下，因为膨胀系数不同，内管不锈钢伸长的长度远大于外管硼硅3.3玻璃伸长的长度，会将外管硼硅3.3玻璃材料拉裂，为了消除这种影响，集热管两端必须增加膨胀节，消除因热膨胀带来的应力影响。
原有的膨胀节的设置及原有的膨胀节的结构对高温太阳能真空集热管的性能的影响有几个方面：
1.原有的膨胀节的设置减少了集热管吸热的有效长度，影响集热管的热吸收效率。
2.膨胀节为金属材料，并且与内、外管连接，原有的结构容易将内管吸收到的热量传导出来散失掉，影响集热管的整体效率。
3.膨胀节与内、外管的焊接结构直接决定焊接质量，对集热管的气密性起关键性作用，从而影响集热管的热吸收效率和使用寿命。
4.原有的膨胀节结构与内、外管的连接结构受4米长集热管内、外管的直线度影响，同时又影响着集热管的同轴度。
发明内容
本发明的目的是提供一种膨胀节内置式太阳能发电高温真空集热管，热吸收效率好，整体效率高，使用寿命长，集热管同轴度好。
本发明所采用的技术方案是，一种膨胀节内置式太阳能发电高温真空集热管，导热管与屏蔽罩焊接，屏蔽罩与下盖板的内孔焊接，膨胀节的一端与下盖板直接焊接，膨胀节的另一端与上盖板的内孔焊接，上盖板的外圆焊接有玻璃金属封接外壳，膨胀节的内孔与导向环的外圆焊接，膨胀节的外表面焊接有弧焊环。
本发明的特征还在于，
玻璃金属封接外壳上通过连接片焊接有蒸散型吸气剂，连接片的一端焊接至下盖板上。
下盖板上点焊有非蒸散型吸气剂。
本发明的膨胀节内置式太阳能发电高温真空集热管，根据槽式发电高温太阳能真空集热管的使用技术要求，结合电真空零件生产工艺，通过优化设计方案，设计出满足槽式太阳能光热发电用膨胀节内置式高温太阳能真空集热管技术要求、其生产制造工艺可满足工业化生产的槽式发电高温太阳能真空集热管结构。高温集热管解决了由于膨胀节的存在减少集热管吸热效率降低的问题。屏蔽筒和导热管与膨胀节的有机结合，确保导热管与金属玻璃封接的外壳由于热膨胀产生的应力释放；集热管的同轴度好。并对高温集热管在工作中产生的高温对玻璃金属封接部位的热屏蔽。导向环保持膨胀节与导热管的安全间隙确保在运输过程中膨胀节不被导热管碰创确保膨胀节的机械寿命。同时也可避免高温集热管在工作时膨胀节与导热管的直接接触。高压缩比的膨胀节确保产品在室温到550℃的应力释放。保证产品的长寿命的工作。蒸散型和非蒸散型两种消气剂确保产品在有效地工作时间内真空绝热层的真空寿命。
附图说明
图1是本发明膨胀节内置式太阳能发电高温真空集热管的结构示意图。
图中，1.导热管，2.屏蔽罩，3.导向环，4.上盖板，5.玻璃金属封接外壳，6.蒸散型吸气剂，7.下盖板，8.弧焊环，9.膨胀节，10.连接片，11.非蒸散型吸气剂。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明膨胀节内置式太阳能发电高温真空集热管的结构，如图1所示，导热管1与屏蔽罩2焊接，屏蔽罩2与下盖板7的内孔焊接，膨胀节9的一端与下盖板7直接焊接，膨胀节9的另一端与上盖板4的内孔焊接，上盖板4的外圆焊接有玻璃金属封接外壳5，玻璃金属封接外壳5通过连接片10焊接有蒸散型吸气剂6，连接片10的一端焊接至下盖板7上。下盖板7上点焊了非蒸散型吸气剂11。膨胀节9的内孔与导向环3的外圆焊接，膨胀节9的外表面连接有弧焊环8。
本发明的膨胀节内置式太阳能发电高温真空集热管，导热管1与屏蔽罩2焊接，实现导热管1内部的热量不会直接对膨胀节9作用，从而保护膨胀节9。屏蔽罩2与膨胀节9之间的连接，由下盖板7实现，构成密闭的真空环境。上盖板4把膨胀节9和玻璃金属封接外壳5连接在一起。为了保证膨胀节9在使用过程中的轴向运动不会偏斜，必须加入导向环3，导向环3的外圆与膨胀节9的内孔焊接。为了能够长久的保持真空状态，通过连接片10，焊接了蒸散型吸气剂6，并且在下盖板7上点焊了非蒸散型吸气剂11，同时蒸散型吸气剂6也可起到监测运行时管内的真空度状态。
采用本发明的结构，就保证了膨胀节9的存在不会再减少集热管吸热效率；确保导热管1与玻璃金属封接外壳5由于热膨胀产生的应力释放，并且在工作中产生高温集热管的高温对玻璃金属封接部位以及膨胀节能够热屏蔽；高压缩比的膨胀节9和对膨胀节9的保护，延长了高温集热管使用寿命。

Claims (3)

1.一种膨胀节内置式太阳能发电高温真空集热管，其特征在于，导热管(1)与屏蔽罩(2)焊接，屏蔽罩(2)与下盖板(7)的内孔焊接，膨胀节(9)的一端与所述下盖板(7)直接焊接，膨胀节(9)的另一端与上盖板(4)的内孔焊接，上盖板(4)的外圆焊接有玻璃金属封接外壳(5)，所述膨胀节(9)的内孔与导向环(3)的外圆焊接，所述膨胀节(9)的外表面焊接有弧焊环(8)。
2.根据权利要求1所述的膨胀节内置式太阳能发电高温真空集热管，其特征在于，所述玻璃金属封接外壳(5)上通过连接片(10)焊接有蒸散型吸气剂(6)，所述连接片(10)的一端焊接至下盖板(7)上。
3.根据权利要求1所述的膨胀节内置式太阳能发电高温真空集热管，其特征在于，所述下盖板(7)上点焊有非蒸散型吸气剂(11)。
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