CN102639945A

CN102639945A - 集热管

Info

Publication number: CN102639945A
Application number: CN2010800549860A
Authority: CN
Inventors: 托马斯·库克尔科恩
Original assignee: Schott Solar AG
Current assignee: Ecoran GmbH
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2030-12-01
Also published as: CN102639945B; MX2012006201A; JP2013513080A; EP2507563A2; EP2507563B1; AU2010326605B2; ES2623792T3; MA33895B1; DE102009047548B4; WO2011067289A2; DE102009047548A1; IL219830A; AU2010326605A1; US9404674B2; US20130228166A1; WO2011067289A3; IL219830A0; TN2012000238A1

Abstract

本发明涉及一种集热管，该集热管具体用于太阳能热电站中的具有至少一个收集器反射镜（12）的太阳能收集器（10），所述集热管包括：用于载运和加热传热介质的金属管（22）；套管（24），所述套管（24）包围金属管（22）以便形成能够被抽空的环状空间（26）；第一容器（40），所述第一容器设置在所述环状空间（26）中且被填充保护气体，其中第一容器（40）包括由封闭材料（54）封闭的出口（52），所述封闭材料在外部作用下释放出口（52），以便将保护气体引入到所述环状空间（26）中，其中外部作用能够由能够被致动用以释放开口（52）的打开单元（67）施加；以及外部环（37）和过渡元件（36），所述外部环（37）和过渡元件（36）包围金属管（22），以便密封所述环状空间（26）。所述第一容器（40）在所述环状空间（26）中通过保持装置（50）固定，其中所述保持装置设置在外部环（37）上和/或过渡元件（36）上。

Description

集热管

技术领域

本发明涉及集热管，该集热管具体用于太阳能热电站中的具有至少一个收集器反射镜的太阳能收集器，该集热管包括：用于传导和加热传热介质的金属管；套管，该套管包围金属管，以便形成能够抽空的环状空间；第一容器，该第一容器设置在环状空间中且被填充保护气体，其中第一容器具有由封闭材料封闭的出口，该封闭材料在外部作用时释放出口，以将保护气体引入到环状空间中，其中外部作用能够由能够被致动以释放开口的打开单元施加；以及外部环和过渡元件，该外部环和过渡元件包围金属管以密封环状空间。此外，本发明涉及将保护气体引入到集热管的环状空间中的方法。

背景技术

太阳能收集器例如能够配备有也称为收集器反射镜的抛物面反射镜，并且被用在所谓的抛物面槽式发电站中。在已知的抛物面槽式发电站中，能够通过从抛物面反射镜反射并被聚焦到集热管上的太阳辐射被加热直至近400℃的导热油被用作传热介质。被加热的传热介质穿过金属管传导并且被引入到蒸发过程，热能经由该蒸发过程被转化成电能。

因此，集热管通常由金属管和套管组成，该金属管具有辐射吸收层，套管由玻璃制成并包围金属管。由此形成的环状空间的目的在于使金属管的外部表面上的热损失最小化并且因此增大能量产率。各个集热管以长达最大近4m的长度被焊接在一起，并且形成为总长度最大达200m的太阳能场环路。例如，从DE 10231467B4已知该类型的集热管。

随着不断老化，用作传热介质的导热油释放出游离氢，该游离氢溶解在导热油中。所溶解的氢的量一方面取决于所使用的导热油和取决于油路的运行状态，而在另一方面还取决于与导热油接触的水的量。具体地，由于热交换器中的泄露，频繁发生与水接触。由于释放的氢渗透过金属管，使得释放的氢到达抽空的环状空间，渗透率也随金属管的工作温度增加而增加。因此，环状空间的压力也增大，由此增大穿过环状空间的热传导，这又导致热损失以及集热管或太阳能收集器的低效率。

至少为了降低环状空间中的压力增加并且因此延长集热管的使用寿命，能够通过吸气材料约束已进入到环状空间中的氢。然而，吸气材料的吸收能力是有限的。在达到最大负荷能力后，环状空间中的压力增大，直到与已从导热油到达环状空间的游离氢的局部压力平衡为止。由于氢，增大了环状空间中的热传导，且对太阳能收集器的效率产生上述不利结果。

例如，从WO 2004/063640A1已知在环状空间中设有吸气材料的集热管。在本文所述的装置中，吸气材料被提供在吸气剂棒中，吸气剂棒直接受到反射的太阳辐射作用并且由此被加热。由于吸气剂棒在抽空的环状空间中近似与金属管和套管热分离，因此棒的温度以及由此吸气材料的温度大幅度波动，因此吸气材料的吸收能力也波动，使得在环状空间中发生不希望的不规则压力比。

从DE 102005057276B3中已知一种集热管，其中当吸气材料的性能耗尽时，将惰性气体引入到环状空间中。许多惰性气体具有小的导热率，因此能够降低通过环状空间的热传导，而不受游离氢存在的影响；因此，当与抽空的金属管比较时，被引入惰性气体的太阳能收集器的效率仅减小了约1%。DE 102005057276中描述的惰性气体容器的实施例基本上只具有理论上的特性，这是因为它们仅能够通过技术上非常复杂的方式生产且因此几乎不可能转换为实际应用。具体地说，这一步骤并未包含关于能够如何构造和设置惰性气体容器的可实现的指引；因此，上述实施例简单得在任何给定的时间点处公开。此外，也没有吸气材料在环状空间中相对于惰性气体容器的布置方面的信息。

发明内容

本发明的目的因此是进一步发展现有技术中已知的集热管，使得它们的制造能够更为简单，而不限制它们功能，具体地不减少它们的使用寿命。此外，将能够以简单方式将惰性气体引入到环状空间中。

上述目的通过第一容器在环状空间中借助于保持装置被固定到位来实现，该保持装置设置在过渡元件上。

这里，外部作用可理解为：该外部作用发生在集热管外部或至少环状空间和金属管外部，而不是通过集热管的操作产生的。该外部作用例如可以是机械作用。保持装置的布置优选地选择为使得通过该保持装置传递该外部作用。

打开单元能够设置成按钮形式，其经由保持装置与出口活动地连接。如果按钮被致动，例如由太阳能收集器的维修人员致动按钮，则出口被打碎并且被释放，从而使保护气体被引入到环状空间中。

外部作用优选地是热作用。在该实施例中，维修人员能够用移动加热装置在出口附近加热集热管，例如在外部环上加热，使得封闭材料在热作用下熔化并且开口被释放。在该情况下，保持装置的有效连接不仅是机械式连接，而且是热传导式连接。优选地，本例中的保持装置由热传导材料例如金属组成。该实施例中的优点在于打开单元不需要额外的组件，并且移动加热装置能够用于太阳能热电站的所有集热管。

优选地，出口能够被感应地加热，并且打开单元包括电子线圈和金属盘或垫片。在该实施例中，由于电子线圈可连接到控制单元并且当发生预定的事件时控制单元致动电子线圈，出口可自动打开且保护气体可被自动引入到环状空间中。因此，由维修人员打开出口不是必需的，因此能够减少电站操作的人工成本。在本例下，制造保持装置的材料并不重要。

有利地，保持装置包括由金属焊料组成的一个或更多个焊点。焊点可以非常简单且低成本地形成。金属焊料被选择成使得金属爆料在太阳能收集器工作期间的主要温度下不熔化。这里可使用仅从高于400℃的温度开始熔化的硬焊料。

封闭材料优选由金属焊料组成。该金属焊料可与保持装置中的焊点所用的焊料相同。这样，将使材料的种类减少，并将降低在集热管生产期间由于材料的混淆引起制造差错的可能性。

在根据本发明的集热管的优选实施例中，焊点的至少一个焊点还封闭出口，以将第一容器在其在环形空间中的位置中固定到位。在该情况中，焊点中的一个焊点具有两个功能：一方面，其具有保持功能，因为其将第一容器固定在环状空间中的合适的位置中。另一方面，其具有封闭功能，因为焊料同时还代表用于出口的封闭材料。

根据本发明的集热管的具体优选构造的特征在于：包括被填充约束游离氢的惰性气体并且被设置在环状空间中的第二容器。根据本发明的该方案有两个容器，其中一个容器被填充吸气材料，另一个被填充保护气体，该方案从工艺制造的观点来看是有利的，因为两个容器能够以成品状态预安装并且在它们插入环状空间之前被填充。

第二容器优选地通过保持装置固定在环状空间中。在每种情况中，根据第一和第二容器的布置，能够决定将两个容器或者将容器中的仅一个用保持装置固定到位。不需要特殊的支撑装置，诸如，例如WO2004/063640A1中描述的吸气剂棒。

在一个有利实施例中，外部环具有一个或更多个突出到环状空间中的突出部分，用于定位第一和/或第二容器。过渡元件和外部环是现有技术中已知的膨胀平衡单元的组件，在膨胀平衡单元的作用下，套管和金属管在集热管的工作期间的不同膨胀被平衡，因此环状空间以气密方式保持封闭。

替代地，突出部分中的一个突出部分突出到出口中且设有识别出口的标记。此外，突出部分能被构造成以便突出部分中的仅一个突出部分配合到出口中。出口由金属焊料封闭，且相应的容器被同时固定到外部环。能够例如通过外部环的外侧上的合适凹槽来设置出口的标记，从而维修人员知道加热装置必须放置在哪一个部位以打开封闭材料。

根据本发明的集热管有利地进一步开发成使得第一容器和第二容器被构造成环状且包围金属管。容器的环状构造一方面使得吸气材料在环状空间中的均匀分布并且由此可同等地易于接触到并且能够无阻碍地吸收游离氢，并且在另一方面，使得容器中的每个容器形成本身封闭的单元，这利于其在环状空间中的结合，并且具体地是在环状空间中的定位。

优选地，第一容器具有第一表面且第二容器具有第二表面，第一和第二容器在第一和第二表面上能够连接起来以形成一个组件。在插入环状空间之前，两个容器能够在希望的位置中相对于彼此结合在一起，因此它们可以在一个工作步骤中被以结合状态引入到环状空间中。在该实施例中，进一步简化了根据本发明的集热管的生产。

在优选的另外的发展例，集热管具有纵轴，第一表面和第二表面相对于该纵轴径向地延伸，也就是，第一表面的法向矢量和第二表面的法向矢量平行于该纵轴延伸。在这一增强布置中，从工艺制造的角度，两个容器能够具体简单地彼此结合，且具体地能够设置两个容器，使之具有相同的尺寸，因此只需要制造一种容器形状，这进一步简化制造成本。这里，需要注意的是，用于保护气体的容器必须以气密的方式封闭，从而用于吸气材料的容器必须制造成以便释放的氢能够被良好地储存在环状空间中的吸气材料上。

另外，根据本发明的集热管的某一优选实施例的特征在于：第一表面和第二表面相对于纵轴同轴地延伸，也就是第一表面和第二表面的法向矢量垂直于纵轴延伸。在该实施例中，例如，被填充保护气体的杯形的第一容器能够插入到被填充吸气材料的第二容器中。由于该实施例中的两个容器具有不同的容积，该情况例如能够用以将更多吸气材料引入到环状空间中，由此提高对游离氢的吸收能力并且还提高了集热管的使用寿命。

根据本发明的集热管的某一有利实施例中，第一容器构造成第一环段且第二容器制造成第二环段，且它们可以被结合到一起形成封闭环。例如，还可以通过环段的尺寸设定使第一容器的容积相对于第二容器的容积的比适合相应的集热管的具体特征，以将更多的吸气材料引入环形空间中。如果确认更大体积的保护气体是有益的，该构造也可以用结构上简单的方式加以考虑。

本发明的某一优选实施例的特征在于：第一容器具有一个或者更多个第一环段，并且第二容器具有一个或者更多个第二环段，其能够在环形空间中被彼此独立地固定到位。在该实施例中，第一或第二环段以及第一和第二容器均不被一个在另一个之下地结合。由此，吸气材料以及惰性气体能够分布到若干环段上。这样，被填充吸气材料的环段的数目不需要等于被填充惰性气体的环段的数目。可实现更灵活的布置；此外，可简单地依据应用情况来采用所需要的吸气材料和惰性气体的量。

第一环段和第二环段优选地构造成半环。在该实施例中，可通过对封闭环的对中分开而以特别简单的方式生产环段，因此这里能够以低成本进行制造，并且没有大量的下废品。

在某一具体的优选实施例中，集热管具有面向收集器反射镜的一个半部和背对收集器反射镜的一个半部，第二容器设置在背对收集器反射镜的半部中。在太阳能收集器工作期间，由于金属管遮光，集热管的背对收集器反射镜的半部中的温度低于面向收集器反射镜的半部中的温度。吸气材料吸收游离氢的吸收能力随着温度下降而增大。因此，将第二容器布置在背对收集器反射镜的半部中的布置使得环状空间能够在更长时间内保持无游离氢，因此环状空间中的压力以及穿过环状空间的热传导仅更迟增加。结果，使得太阳能收集器能够运行更长的时间，并且集热管的最大效率或使用寿命增加。

通过突出部分，能够简单地在制造过程中确定容器在环状空间中的位置，因此，例如，确保第二容器也被设置在集热管的背对收集器反射镜的半部中。为此，容器具有相应的凹槽，该相应的凹槽被构造成使得一个凹槽适于配合仅一个突出部分，从而明确设定第一和第二容器相对于外部环的布置。

优选地，过渡元件具有第一直径的第一区域和第二直径的第二区域。过渡元件通常焊接到外部环。焊接所需的热输入导致过渡元件向外弓起。其原因在于过渡元件的长度方向上的热膨胀。结果，使得过渡元件和套管之间的连接承受载荷并且可能被损坏。过渡元件通过上述两个不同的直径得以强化，从而减少了焊接期间作用在与套管连接的连接部上的载荷。由此连接被保护并且不被损坏。外部环被构造成使得其能够毫无问题地承受热输入引起的长度方向上的膨胀。

优选地，外部环由不锈钢组成，并且过渡元件由科瓦铁镍钴合金（kovar）组成。科瓦铁镍钴合金是一种铁-镍-钴合金。使用的科瓦铁镍钴合金的热膨胀系数能够适合于用于套管的玻璃的热膨胀系数，从而在太阳能收集器的工作期间以及在集热管的制造过程中，当过渡元件被焊接到外部环时，热量的释放所引起的长度方向上的膨胀不会不利地相互影响。将不锈钢用于外部环简化了与弹簧波纹管的焊接。根据DIN 17745，科瓦铁镍钴合金也指定为1.3981。

本发明的另一方面涉及用于将保护气体引入到集热管的环状空间中的装置，该装置包括：如上所述的集热管，确定套管的温度值的温度测量单元，用于将已经确定的套管的温度值与可选择的临界温度值进行比较的比较单元，以及能够被比较单元致动以释放出口从而将保护气体引入到环状空间中的打开单元。

通过此装置，可以自动地监控太阳能收集器，并且具体地，可以在满足或不再满足具体的条件时，执行保护气体到环状空间中的引入。

在该情况中，一种情况是套管的温度值超过能够选择的临界值。如果[a1]该情况发生，则表示穿过环状空间的热传导已经增加并且由此在套管上存在热损失。因此，现在应将保护气体引入到环状空间中以使热损失再次最小化。

温度测量单元的提供能够采用引入在套管上的温度传感器的形式，或者采用热成像照相机的形式。具体地，热成像照相机的优点在于：能够用热成像照相机监测多个套管的温度，而不需要在每个套管上引入单独的温度传感器和必须将其连接到比较单元。热成像照相机提供的图像能够由专用图像分析软件解析，以便能够确定所探测到的全部套管的温度值并将其引入到比较单元。比较单元能够在确定的温度值和针对每个套管的临界温度值之间进行比较，并且根据每种情况的比较结果，能够致动打开单元以释放出口。通过该装置，确保了对集热管的连续监控，不需要专门的维护人员。

另外，确保了保护气体在相同状态下被引入到所有集热管的环状空间中，从而太阳能收集器不会不必要地在低于它们固有的可实现效率的情况下较长时间运行。

本发明的另一个方面涉及用于将保护气体引入到集热管的环状空间中的方法，其包括以下步骤：

-通过温度测量单元确定套管的温度值，

-通过比较单元比较已经确定的套管的温度值与可选择的临界温度值，以及

-当确定的温度值超过临界温度值时，致动打开单元、释放出口并且将保护气体引入到环状空间中。

根据本发明的方法优选以所标示的顺序执行，但是也可想到其它的顺序。该方法的优点与针对根据本发明的用于将保护气体引入到集热管的环状空间中的相应的装置所讨论的那些一致。

此外，另一个方面涉及太阳能收集器，其包括收集器反射镜和根据权利要求1到19中一项的集热管。根据本发明的太阳能收集器的另一个实施例还包括根据权利要求20的用于将保护气体引入到集热管的环状空间中的装置。

现在将基于实施例的优选示例参考附图详细描述本发明。

附图说明

图1示出了太阳能收集器的示意图，

图2示出了根据本发明的集热管的实施例的第一示例的半剖视图，

图3示出了根据本发明的集热管的实施例的第二示例的半剖视图，

图4示出了根据本发明的集热管的实施例的第三示例的剖视图，

图5示出了根据本发明的集热管的实施例的第四示例的半剖视图，

图6示出了根据本发明的集热管的实施例的第五示例的半剖视图，

图7示出了根据本发明的集热管的实施例的第六示例的半剖视图，

图8示出了用于将保护气体引入到集热管的环状空间中的装置的示意图，

图9示出了过渡元件的单独示意图。

图10示出了沿图5中限定的平面A-A截取的穿过根据本发明的第一容器和根据本发明的第二容器的实施例的第一示例的剖视图，以及

图11示出了沿图5中限定的平面A-A截取的穿过根据本发明的第一容器和根据本发明的第二容器的实施例的第二示例的剖视图。

具体实施方式

图1示出了已知类型的太阳能收集器10。太阳能收集器10包括收集器反射镜12，其反射太阳能辐射14并将反射的太阳能辐射16引导到收集器管18上。收集器反射镜12构造成凹槽状，以便其沿着聚焦线对反射的太阳能辐射产生聚焦，集热管18的纵轴20延伸穿过聚焦线。

集热管18具有金属管22和套管24。金属管22涂有辐射吸收层且传热介质流过金属管22。套管24包围金属管22，从而在金属管22和套管24之间形成环状空间26。套管24典型地由玻璃组成。基于收集器反射镜12的凹槽状构造，集热管18能够被分成面向收集器反射镜12的一个半部28和背对收集器反射镜12的一个半部30。

传热介质的流动方向通过箭头P指示。传热介质通过流经金属管22将被反射的太阳能辐射16加热。所能达到的温度为大约400℃。被加热的传热介质被引入到此处未详细示出的过程，在该过程中获得电能。集热管18的背对收集器反射镜12的半部30通过混合的对流作用被冷却，即通过自然对流作用和通过风产生的强制对流作用被冷却，这例如引起热损失且因此不利地影响传热介质的加热过程。因此，尝试尽可能减少从金属管22向外的热传导，这借助于通过套管24形成的环状空间26实现。根据本发明，在操作期间，环状空间首先被抽空，然后可通过打开包含保护气体的第一容器40被填充。抽空的环状空间26和填充有保护气体的环状空间26两者均具有减少的热传导，从而限制了热损失。

图2示出了根据本发明的集热管18的实施例的第一示例的半剖视图。集热管18具有膨胀平衡单元32，用于在太阳能收集器10的工作期间平衡套管的膨胀和金属管的膨胀，实现环状空间26的气密密封。

膨胀波纹管34平衡了由不同膨胀引起的在套管24和金属管22之间的相对运动。在该情况中，套管24的膨胀通过过渡元件36和外部环37传递到膨胀波纹管34，而金属管22的膨胀通过连接元件38传递到膨胀波纹管34。外部环37通过焊接部39被连接到过渡元件36。

集热管包括填充有保护气体的第一容器40。第一容器40通过保持装置50固定到外部环37并且具有用封闭材料54封闭的出口52。例如，金属焊料62能够被用作封闭材料54，其能够在受到热作用时熔化，从而释放出口52并且保护气体被引入到环状空间26中。具有小的导热率的特征的惰性气体，比如氩或氙或另一种惰性气体，能够用作保护气体。例如，能够通过打开单元67产生打开封闭材料54所需的热。在该情况中，打开单元67能够是能够产生热的任何合适的装置，例如加热灯或烙铁。产生的热通过保持装置50传导到第一容器40中，在此处，热打开出口52。

图3中示出了根据本发明的集热管18的第二实施例。除了第一容器40，此实施例中的集热管18具有填充有吸气材料的第二容器42，两个容器均设置在环状空间26中。第一容器40具有第一表面44并且第二容器42具有第二表面46，它们通过第一表面44和第二表面46可被结合在一起。在该情况中，第一和第二表面44，46的法向矢量N垂直于集热管18的纵轴20延伸。

在示出的示例中，容器40,42两者均设计成封闭环或者中空柱体，第一容器40被插入到第二容器42中，从而它们形成一个组件48。组件48通过第二容器42之上的保持装置50被结合于过渡元件36，并且由此在环状空间26中被固定到位。替代地，组件48的尺寸可被构造成使得组件48被施加到过渡元件36并且通过摩擦配合或形状配合而被设置到位，而不再需要保持装置50。

图4示出了根据本发明的集热管18的实施例的第三示例的半剖视图。其与实施例的第一示例的区别在于，第一和第二表面44、46的法向矢量N平行于集热管18的纵轴20延伸。此外，沿纵轴20看，两个容器40,42具有相同尺寸且一个设置在另一个后面。

图5示出了根据本发明的集热管18的实施例的第四示例的剖视图。这里，两个容器40,42设计成具有相同尺寸的半环56或中空柱体（见图10）。此外，第一容器40设置在集热管18的面向收集器反射镜12的半部28中且第二容器42设置在背对收集器反射镜12的半部30中。

图6中所示的实施例的第五示例示出了集热管18的面向收集器反射镜12并且其中设有第一容器40的半部28。与实施例的上述示例不同，保持装置50被用作焊点58，第一容器40通过该焊点58被固定到外部环37。为此，外部环37具有突出到出口52中的突出部分60。

同时用于将第一容器40紧固到外部环37的金属焊料62用作封闭材料54。此外，第一容器40的构造类似于实施例的第三示例中的容器并且还结合于第二容器42（这里未示出，见图10）。总之，示例中示出的第一和第二容器40、42通过三个焊点58、58′、58″结合到外部环37（见图10）；当然，仅焊点58′同时还封闭第一容器40的出口52。为了标记该焊点58′且为了指示热作用将在此位置处产生以释放出口52，外部环37在此位置处具有标记64，这里设置为凹槽66的形式。如果焊点58′打开，第一和第二容器40、42仍然被焊点58″、58″′(见图10)充分紧固。

在图7中所示的实施例的第六示例中，第一和第二容器40、42（未示出）由保持装置50紧固到过渡元件36。集热管18具有用于释放出口52的打开单元67，其包括设置在环状空间26外的电子线圈68、金属盘或垫片70，该线圈感应地加热封闭材料54，而出口52能够打开。同样，外部环37能够设有用于标记出口52的凹槽66，电子线圈68通过该凹槽66能够被引入到正确的位置中。

在图8中示意性地示出了用于将保护气体引入到集热管18的环状空间26中的装置72。这里，如图7中所示地，装置72包括集热管18。装置72还包括经由电缆78彼此连接并且与打开单元67的电子线圈68相连的温度测量单元74和比较单元76。还可以想到无缆线连接或无线连接。温度测量单元74能够设计成热成像照相机或温度传感器的形式，并且确定套管24的温度值。此温度值被传递到比较单元76，比较单元76可设计成计算机的形式。该计算机将已经确定的温度值与能够输入到比较单元76中的可选择的临界温度值比较。如果已经确定的温度值超过临界温度值，则比较单元76致动打开单元67的电子线圈68，从而打开第一容器40且保护气体被引入集热管18的环状空间26中。

在图9中单独示出过渡元件36。过渡元件36具有第一直径d₁的第一区域84和第二直径d₂的第二区域86。由于过渡元件36的这一构造，将实现提高的刚性，从而减小由于在太阳能收集器10的工作期间以及在将过渡元件36焊接到外部环37时的热输入引起的作用在过渡元件36和套管24之间的连接部上的应力。

在图10和图11中示出了沿图5中限定的剖切面A-A截取的第一和第二容器40,42的不同实施例的示例的截面图。两个容器40,42的横截面沿着图2到图7的剖切面能够是圆形或多边形。这里，被设计成第一环段80的第一容器40和被设计成第二环段82的第二容器42在图10中被示出为两个半环56，该两个半环56具有相同尺寸并且一起形成封闭的环88。还可想到其它实施例，例如，使第一环段80形成四分之一环，并且第二环段82构造成四分之三环。还可分成多于两个的容器或多于两个的环段。

图11中示出了当第一容器40和第二容器42每个均形成为半环56并且形成第一环段80和第二环段82但不连接在一起时的情况。由此，它们中的每一个必须在环状空间26被分别地固定到位。

基于若干优选实施例的示例详细描述了本发明。根据本说明书对于本领域技术人员明显的修改和变型不偏离作为本发明基础的构思并且被包含在由所附权利要求书限定的保护范围内.

附图标记列表

10 太阳能收集器

12 收集器反射镜

14 太阳能辐射

16 反射的太阳能辐射

18 集热管

20 纵轴

22 金属管

24 套管

26 环状空间

28 集热管的面向收集器反射镜的半部

30 集热管的背对收集器反射镜的半部

32 膨胀平衡单元

34 膨胀波纹管

36 过渡元件

37 外部环

38 连接元件

39 焊接部

40 第一容器

42 第二容器

44 第一表面

46 第二表面

48 组件

50 保持装置

52 出口

54 封闭材料

56 半环

58 焊点

60 突出部分

62 金属焊料

64 标记

66 凹槽

67 打开单元

68 电子线圈

70 金属盘或垫片

72 用于将保护气体引入到集热管的环状空间中的装置

74 温度测量单元

76 比较单元

78 电缆

80 第一环段

82 第二环段

84 第一区域

86 第二区域

88 封闭环

d₁ 第一直径

d₂ 第二直径

N 法向矢量

Claims

1.一种集热管，所述集热管具体地用于太阳能热电站中的具有至少一个收集器反射镜（12）的太阳能收集器（10），所述集热管包括：

-金属管（22），所述金属管（22）用于传导和加热传热介质，

-套管（24），所述套管（24）包围所述金属管（22）以便形成能够抽空的环状空间（26），

-第一容器（40），所述第一容器（40）设置在所述环状空间（26）中且被填充保护气体，所述第一容器（40）具有出口（52），所述出口（52）由封闭材料（54）封闭，所述封闭材料（54）在外部作用下释放所述出口（52），以将保护气体引入到所述环状空间（26）中，其中能够通过打开单元（67）施加所述外部作用，所述打开单元能够被致动以释放所述出口（52）；以及

-外部环（37）和过渡元件（36），所述外部环（37）和所述过渡元件（36）包围所述金属管（22）以密封所述环状空间（26），

其特征在于，通过保持装置（50）将所述第一容器（40）在所述环状空间（26）中固定到位，所述保持装置（50）设置在所述外部环（37）上和/或所述过渡元件（36）上。

2.根据权利要求1所述的集热管，其特征在于，所述外部作用是热作用。

3.根据前述权利要求中的一项所述的集热管，其特征在于，所述出口（52）能够被感应地加热，并且所述打开单元（67）包括电子线圈（68）以及金属盘或垫片（70）。

4.根据前述权利要求中的一项所述的集热管，其特征在于，所述保持装置（50）包括一个或更多个金属焊料（62）形成的焊点（58）。

5.根据前述权利要求中的一项所述的集热管，其特征在于，所述封闭材料（54）由金属焊料（62）组成。

6.根据权利要求5所述的集热管，其特征在于，所述焊点（58）中的至少一个焊点还封闭所述出口（52），以将所述第一容器（40）在所述环状空间（26）中固定到位。

7.根据前述权利要求中的一项所述的集热管，其特征在于，还包括第二容器（42），其被填充约束游离氢的吸气剂材料并且被设置在所述环状空间（26）中。

8.根据权利要求7所述的集热管，其特征在于，所述第二容器（42）在所述环状空间（26）中通过所述保持装置（50）被固定到位。

9.根据权利要求7或8中一项所述的集热管，其特征在于，所述外部环（37）具有一个或更多个突出部分（60），所述突出部分（60）突出到所述环状空间（26）中，以定位所述第一容器（40）和/或所述第二容器（42）。

10.根据权利要求9所述的集热管，其特征在于，所述突出部分（60）中的一个突出部分突出到所述第一容器（40）的所述出口（52）中并且设有识别所述出口（52）的标记（64）。

11.根据权利要求7至10中一项所述的集热管，其特征在于，所述第一容器（40）和所述第二容器（42）构造成环形且包围所述金属管（22）。

12.根据权利要求11所述的集热管，其特征在于，所述第一容器（40）具有第一表面（44）并且所述第二容器（42）具有第二表面（46），所述第一和第二容器（40,42）能够通过所述第一表面（44）和第二表面（46）而结合成一个组件（48）。

13.根据权利要求12所述的集热管，所述集热管（18）具有纵轴（20），其特征在于，所述第一表面（44）和所述第二表面（46）相对于所述纵轴（20）径向地延伸。

14.根据权利要求12所述的集热管，所述集热管（18）具有纵轴（20），其特征在于，所述第一表面（44）和所述第二表面（46）平行于所述纵轴（20）延伸。

15.根据权利要求11至14中一项所述的集热管，其特征在于，所述第一容器（40）构造成第一环段（80）并且所述第二容器（42）构造成第二环段（82），并且所述第一环段（80）和所述第二环段（82）能够结合在一起形成封闭环（88）。

16.根据权利要求11至14中一项所述的集热管，其特征在于，所述第一容器（40）具有一个或者更多个第一环段（80）并且第二容器（42）具有一个或更多个第二环段（82），所述第一环段（80）和第二环段（82）能够在所述环形空间（26）中彼此单独地固定到位。

17.根据权利要求15或16所述的集热管（18），其特征在于，所述第一环段（80）和所述第二环段（82）构造成半环（56）。

18.根据权利要求7至17中一项所述的集热管，其中所述集热管（18）具有面向所述收集器反射镜（12）的半部（28）和背对所述收集器反射镜（12）的半部（30），其特征在于，所述第二容器（42）设置在背对所述收集器反射镜（12）的所述半部（30）中。

19.根据前述权利要求中的一项所述的集热管，其特征在于，所述过渡元件（36）具有带直径（d1）的第一区域和带直径（d2）的第二区域，以减小热膨胀。

20.根据前述权利要求中的一项所述的集热管，其特征在于，所述外部环（37）由不锈钢组成，并且所述过渡元件（36）由科瓦铁镍钴合金组成。

21.一种装置，该装置用于将保护气体引入到集热管（18）的环状空间（26）中，所述装置包括：

-根据前述权利要求中一项所述的集热管（18），

-温度测量单元（74），所述温度测量单元（74）用于确定套管（24）的温度值，

-比较单元（76），所述比较单元用于比较已经确定的套管（24）的所述温度值与可选择的临界温度值，以及

-打开单元（67），所述打开单元能够通过所述比较单元（76）致动以释放出口，从而将保护气体引入到所述环状空间（26）中。

22.将保护气体引入到集热管（18）的环状空间（26）中的方法，所述方法包括以下步骤：

-通过温度测量单元确定套管（24）的温度值，

-通过比较单元（76）比较已经确定的套管（24）的所述温度值与可选择的临界温度值，以及

-当已经确定的所述温度值超过所述临界温度值时，致动打开单元（67）并且释放出口（52），将保护气体引入到所述环状空间（26）中。

23.太阳能收集器，包括

-收集器反射镜（12），以及

-根据权利要求1至20中一项所述的集热管（18）。

24.根据权利要求23所述的太阳能收集器，还包括根据权利要求21所述的用于将保护气体引入到集热管（18）的环状空间（26）中的装置（72）。