CN103277911A - 一种可拆卸的直通式太阳能真空集热管 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可拆卸的直通式太阳能真空集热管，包括金属内管（1）和玻璃外管（2），所述金属内管（1）通过可拆卸的方式插装在玻璃外管（2）内，其中金属内管（1）与玻璃外管（2）之间的夹层为真空层。在所述玻璃外管（2）的外壁上设有排气嘴（6），所述排气嘴（6）与外部真空泵连接后对夹层抽真空。本发明在玻璃外管损坏时，可直接将玻璃外管和波纹管卸下，直接更换损坏的玻璃外管并保持一定的真空度，无需更换整条集热管，方便且降低了使用集热管的成本。且可以采用连接件或螺母式机械连接，可方便拆卸又可达到一定的真空度，因此，有益于太阳能集热的广泛推广与应用。

Description

一种可拆卸的直通式太阳能真空集热管
技术领域
本发明涉及一种直通式太阳能真空集热管，特别涉及一种可拆卸的太阳能真空集热管。
背景技术
太阳能利用主要包括光伏、光热、光化学转化以及光生物转化等。其中太阳能光热利用是太阳能利用的一种重要方式，尤其是太阳能热发电相对于光伏发电，具有成本低、适合于大规模发电等优势，成为太阳能利用的重要发展方向。目前太阳能热发电主要包括槽式、碟式、塔式等几种方式。其中，碟式和塔式太阳能热发电尚处于中试和示范阶段，而槽式太阳能热发电系统发展相对成熟，已开始进入商业化运行阶段。
太阳能集热管是槽式太阳能热发电系统的核心部件。长期以来，发电成本高是制约太阳能热发电商业化的重要因素。目前使用的中高温直通式太阳能真空集热管，玻璃外管通过可伐合金与金属内管熔封固接在一起，一旦玻璃外管损坏，需要更换整条集热管，而集热管价格高昂，致使发电成本大大增高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在针对背景技术中的缺陷，提供一种可方便拆装的直通式太阳能真空集热管，与传统的中高温直通式太阳能真空集热管相比，本发明提供的新型中高温直通式太阳能真空集热管一旦玻璃外管损坏，可直接将玻璃外管和波纹管卸下，换上新的玻璃外管。
本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种可拆卸的直通式太阳能真空集热管，包括金属内管和玻璃外管，所述金属内管通过可拆卸的方式插装在玻璃外管内，其中金属内管与玻璃外管之间的夹层为真空层。
作为本发明的一种优选方案：在所述玻璃外管的外壁上设有排气嘴，所述排气嘴与外部真空泵连接后对夹层抽真空。
作为本发明的一种优选方案：在所述玻璃外管的两端分别固定连接有波纹管；在所述金属内管的两端设有连接件，所述玻璃外管及其两端的波纹管通过连接件固定在金属内管上。
作为本发明的一种优选方案：所述连接件为密封螺母；在所述金属内管的两端设有螺纹，所述金属内管的两端通过密封螺母与螺纹相配合将玻璃外管及其两端的波纹管密封并固定。
作为本发明的一种优选方案：所述玻璃外管的两端分别与波纹管的内端通过可伐合金熔封方式固定。
作为本发明的一种优选方案：在所述金属内管的内部设有吸气剂；所述吸气剂为锆稀土合金吸气剂或钡蒸汽吸气剂。
作为本发明的一种优选方案：在所述金属内管的外表面上设有一层选择性吸收薄膜；所述选择性吸收薄膜为金属氧化物陶瓷薄膜。
作为本发明的一种优选方案：所述金属内管采用不锈钢材料，所述不锈钢内管的内表面设有氧化阻氢层。
作为本发明的一种优选方案：所述玻璃外管采用高硼硅材料，所述玻璃外管的外表面设有减反射层。
作为本发明的一种优选方案：所述波纹管为青铜元件。
本发明提供的隔热真空玻璃管可拆装的直通式太阳能集热管可应用于聚焦型太阳能中高温集热，也可用于中低温太阳能集热。与传统的中高温直通式太阳能真空集热管相比，采用可拆卸的方式，一旦高温直通式太阳能真空集热管的玻璃外管损坏，可直接将玻璃外管和波纹管卸下，换上新的玻璃外管。且通过螺母式机械连接方式将波纹管与金属内管连接，较以往直通管的固接方式有更方便更换玻璃外管的好处，直接更换损坏的玻璃外管并保持一定的真空度，无需更换整条集热管，方便且降低了使用集热管的成本，有益于太阳能集热的广泛推广与应用。
附图说明
图1为本发明的一种可拆卸的直通式太阳能真空集热管的结构示意图。
其中标号解释：-1金属内管，2-玻璃外管，3-波纹管，4-选择性吸收薄膜，5-吸气剂，6-排气嘴，7、8-密封螺母。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式进行描述。
如图1所示，本发明设计了一种可拆卸的直通式太阳能真空集热管，包括金属内管1和玻璃外管2，所述金属内管1通过可拆卸的方式插装在玻璃外管2内，其中金属内管1与玻璃外管2之间的夹层为真空层。在玻璃外管2的外壁上有排气嘴6，可与外部真空泵连接对夹层抽真空。
在玻璃外管2的两端分别固定连接有波纹管3；在所述金属内管1的两端设有连接件，通过连接件将玻璃外管2及其两端的波纹管3固定在金属内管1上，其中，两端的连接件采用不同的结构，也可以采用相同的结构使其固定。
玻璃外管2的两端分别与波纹管3的内端通过可伐合金熔封方式固定，玻璃外管2与波纹管3通过可伐合金熔封在一起，封接强度高，密封性能、耐热冲击和耐候性好，其中可伐合金的材料可以采用但不限于含镍29%，钴17%的硬玻璃铁基封接合金。对于波纹管与金属内管的连接，可以采用但不限于螺母式机械连接，通过此方法连接即可方便拆卸又可达到一定的真空度。采用螺母式机械连接具体为：连接件采用密封螺母7、8，在金属内管1的两端设有螺纹，金属内管1的两端通过密封螺母7、8与螺纹相配合将玻璃外管2及其两端的波纹管3密封并固定，其中密封螺母7、8可以采用不同的结构，也可以采用相同的结构。
另外，在金属内管1的内部设有吸气剂5，吸气剂5用于吸收真空夹层间的气体，保证夹层的真空度。吸气剂5可维持管子在高温工作下的高真空，其材料可以采用但不限于锆稀土合金长效吸气剂和钡蒸汽吸气剂。
金属内管1可以采用但不限于不锈钢，特点是耐高温、高压。不锈钢管内表面采用氧化阻氢层，可减少高温工作时不锈钢管内导热油裂解出的氢气向真空里的渗透。玻璃外管2可以采用但不限于高硼硅，特点是耐高温、高压，透光率高。玻璃外管2表面采用基于减反射技术的减反射层，可提高太阳光的透光率。波纹管3材料主要是吸收金属管高温工作时与玻璃外管的膨胀差异的弹性元件，材料可以采用但不限于青铜。在金属内管1的外表面上设有一层选择性吸收薄膜4，作为集热管进行光热转换的介质。选择性吸收薄膜4可以采用但不限于以金属氧化物陶瓷薄膜为基础的选择性吸收薄膜，具备高吸收率、低散发比的同时还要有较高的耐高温性能，在高温状态下具有较好的稳定性，吸收率不衰减，具有较长的使用寿命。
本发明的具体工作过程如下： 外部水从太阳能真空集热管的金属内管1的一端通入，玻璃外管2吸收太阳能后转变为热能，并加热金属内管内的水，在过程中通过排气嘴6与外部真空泵连接实现对夹层抽真空，加热后的水流经金属内管1后从金属内管1的另一端流出。在玻璃外管2损坏时，首先将两端的连接件松开，再直接将玻璃外管和波纹管卸下，再换上新的玻璃外管，即可实现拆卸更换的功能，在采用螺母式机械连接时，将两端的密封螺母7、8从金属内管1上的螺纹上旋下或旋紧，即可起到玻璃外管2和波纹管3的密封和固定的效果。
因此，本发明提供的可拆装的直通式太阳能集热管，可应用于聚焦型太阳能中高温集热，也可用于中低温太阳能集热，可直接更换损坏的玻璃并保持一定的真空度，无需更换整条集热管，方便且节约了成本，有益于太阳能集热的广泛推广与应用。

Claims (10)

1.一种可拆卸的直通式太阳能真空集热管，包括金属内管（1）和玻璃外管（2），其特征在于：所述金属内管（1）通过可拆卸的方式插装在玻璃外管（2）内，其中金属内管（1）与玻璃外管（2）之间的夹层为真空层。
2.根据权利要求1所述的一种可拆卸的直通式太阳能真空集热管，其特征在于：在所述玻璃外管（2）的外壁上设有排气嘴（6），所述排气嘴（6）与外部真空泵连接后对夹层抽真空。
3.根据权利要求1或2所述的一种可拆卸的直通式太阳能真空集热管，其特征在于：在所述玻璃外管（2）的两端分别固定连接有波纹管（3）；在所述金属内管（1）的两端设有连接件，所述玻璃外管（2）及其两端的波纹管（3）通过连接件固定在金属内管（1）上。
4.根据权利要求3所述的一种可拆卸的直通式太阳能真空集热管，其特征在于：所述连接件为密封螺母（7、8）；在所述金属内管（1）的两端设有螺纹，所述金属内管（1）的两端通过密封螺母（7、8）与螺纹相配合将玻璃外管（2）及其两端的波纹管（3）密封并固定。
5.根据权利要求3所述的一种可拆卸的直通式太阳能真空集热管，其特征在于：所述玻璃外管（2）的两端分别与波纹管（3）的内端通过可伐合金熔封方式固定。
6.根据权利要求1或2所述的一种可拆卸的直通式太阳能真空集热管，其特征在于：在所述金属内管（1）的内部设有吸气剂（5）；所述吸气剂（5）为锆稀土合金吸气剂或钡蒸汽吸气剂。
7.根据权利要求1或2所述的一种可拆卸的直通式太阳能真空集热管，其特征在于：在所述金属内管（1）的外表面上设有一层选择性吸收薄膜（4）；所述选择性吸收薄膜（4）为金属氧化物陶瓷薄膜。
8.根据权利要求1或2所述的一种可拆卸的直通式太阳能真空集热管，其特征在于：所述金属内管（1）采用不锈钢材料，所述不锈钢内管的内表面设有氧化阻氢层。
9.根据权利要求1或2所述的一种可拆卸的直通式太阳能真空集热管，其特征在于：所述玻璃外管（2）采用高硼硅材料，所述玻璃外管的外表面设有减反射层。
10.根据权利要求1或2所述的一种可拆卸的直通式太阳能真空集热管，其特征在于：所述波纹管（3）为青铜元件。
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