CN104266375B - 新型槽式太阳能吸热管 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型槽式太阳能吸热管，包括金属管芯、密封螺纹内环、密封螺栓外环、内环密封环垫、外环密封环垫、玻璃管、真空针阀和螺栓。其中金属管芯的端部套设有密封螺纹内环，密封螺纹内环与密封螺栓外环和螺栓通过螺纹联接，螺栓用来固定住密封螺栓外环；密封螺纹内环与密封螺栓外环间装有内环密封环垫；密封螺栓外环套住整个吸热管的端部，其与玻璃管端头连接的沟槽内装有外环密封环垫；真空针阀设置在吸热管的端部侧面，穿过密封螺栓外环与内部真空层连通。与传统型槽式太阳能吸热管相比，本发明的太阳能吸热管取消了玻璃管端头热熔封接工序、取消了在玻璃管上开孔设置真空抽气口，具有制造简单、成本低廉等优点。

Description

新型槽式太阳能吸热管

技术领域

本发明涉及一种用于收集利用太阳光能的新型槽式太阳能吸热管。

背景技术

目前世界上能达到商业化应用的太阳能光热技术一共有三种：槽式太阳能光热技术、塔式太阳能光热技术和碟式太阳能光热技术。其中，槽式太阳能光热技术在欧美已有二十多年的应用历史，技术最成熟、使用最普遍。太阳能光热技术不仅可用于发电，还可为工业或民用提供蒸汽热能。

槽式太阳能光热技术应用最广泛的地区在欧美，应用规模最大的国家首推西班牙，其次是美国、以色列、法国、德国、中东等，印度也有应用。在中国，槽式太阳能光热事业刚处于起步阶段，目前最典型的工程案例是中广核在青海德令哈的50MW槽式太阳能光热发电示范项目，已于2014年7月份开工建设，预计到2016年9月份实现商业化运行。

槽式太阳能吸热管是槽式太阳能光热系统的主要核心设备之一。利用它吸收槽式太阳聚光镜反射聚焦而来的光能，加热吸热管中的传热工质，再通过工质泵将传热工质送往换热器去加热给水至一定参数的过热水蒸汽，产生的过热水蒸汽可送往汽轮发电机组发电，也可输送至工业区或居民生活区作为生产工艺或生活用汽，从而代替传统锅炉，节省化石能源、节能减排，产生良好的环保经济效益。

传统槽式太阳能吸热管一般都是采用金属管芯外加真空玻璃套管、两端密封焊接而制成。金属管芯端部焊接有法兰片，法兰片与可伐合金波纹管焊接，可伐合金波纹管再与玻璃管端部通过热熔连接。可伐合金波纹管虽然能起到一定的消除热胀冷缩作用，但其毕竟与玻璃管的热膨胀系数不同，在长期的热应力反复作用下，可伐合金波纹管与玻璃管的连接处会产生微裂纹，从而会导致真空玻璃管夹层里产生不凝性气体，造成真空度降低，出现吸热管吸热性能恶化，甚至有可能导致玻璃管端部与波纹管接头处破裂漏入空气而增大散热损失，市场上有些厂家的太阳能吸热管已经出现过这种现象。

因此，传统槽式太阳能吸热管存在结构复杂，制造、运输、安装、维修不便，成本居高不下等弊端。

发明内容

本发明的目的在于克服传统以及现有的槽式太阳能吸热管存在的技术缺陷，提供一种结构更加简单、成本更加低廉、性能更加可靠的新型槽式太阳能吸热管。

本发明采用的技术方案为：

新型槽式太阳能吸热管，包括金属管芯、密封螺纹内环、密封螺栓外环、内环密封环垫、外环密封环垫、玻璃管、真空针阀和螺栓，金属管芯与玻璃管同轴线安装；所述金属管芯的端部套设有密封螺纹内环，密封螺纹内环与密封螺栓外环和螺栓通过螺纹联接，螺栓用来固定住密封螺栓外环；所述密封螺纹内环与密封螺栓外环间装有内环密封环垫；所述密封螺栓外环套住整个吸热管的端部，其与玻璃管端头连接的沟槽内装有外环密封环垫；所述真空针阀设置在吸热管的端部侧面，穿过密封螺栓外环与内部真空层连通。

所述真空针阀采用单向弹簧针形阀，设置在吸热管的一个端部侧面。

进一步地，所述金属管芯采用不锈钢或合金钢无缝钢管；所述密封螺纹内环、密封螺栓外环均采用不锈钢；所述内环密封环垫、外环密封环垫均采用耐高温密封材料；所述玻璃管材质为高硼硅超白玻璃。

进一步地，所述金属管芯外表面镀有一层波谱选择性吸收太阳涂层；所述玻璃管内表面电镀有一层增透减反射膜。

不同于传统型槽式太阳能吸热管采用玻璃管端头热熔封接可伐合金波纹管的结构设计形式，本发明采用一种新颖的螺纹连接的结构设计，其有益效果是：与传统型槽式太阳能吸热管相比，该种新型槽式太阳能吸热管取消了玻璃管端头热熔封接工序、取消在玻璃管上开孔设置真空抽气口，具有制造简单、安装维修方便、使用寿命长、可靠性高、成本低廉等优点。

附图说明

图1为本发明太阳能吸热管整体正视图；

图2为本发明太阳能吸热管端部外形放大图；

图3为本发明太阳能吸热管端部内构放大图；

图4为本发明太阳能吸热管正面剖视图；

图中，1.金属管芯，2.密封螺纹内环，3.密封螺栓外环，4.内环密封环垫，5.外环密封环垫，6.玻璃管，7.真空针阀，8.螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

本实施例的具体结构为：金属管芯1采用不锈钢管或合金钢管制造，其外表面经过加工并电镀一定厚度的光谱选择性太阳吸收涂层，以增强光能的吸收；密封螺纹内环2、密封螺栓外环3采用不锈钢材料制作，密封螺纹内环2套装焊接在金属管芯1上，密封螺纹内环2与密封螺栓外环3和螺栓8通过螺纹联接，螺栓8用来固定住密封螺栓外环；密封螺纹内环2与密封螺栓外环3之间装有内环密封环垫4，密封螺栓外环3与玻璃管6端头连接的沟槽内装有外环密封环垫5，内环密封环垫4和外环密封环垫5采用耐高温密封材料制造；玻璃管6与金属管芯1同轴线，材质为高硼硅超白玻璃，玻璃管6内表面电镀一层增透减反射膜以提高光线的透过率、减小光线的反射率；真空针阀7采用高精度的单向弹簧针形阀，设置在吸热管的端部侧面，穿过密封螺栓外环3和密封环垫与内部真空层连通。

内环密封环垫4和外环密封环垫5在密封螺纹内环2与密封螺栓外环3之间、密封螺栓外环3与玻璃管6之间形成良好的密封，确保吸热管的真空密封要求。当然，除了使用本发明的密封垫，还可以根据需要采用其他密封装置或者采用多层密封的结构。这些等同替换或等效变换形成的技术方案都落入本发明要求的保护范围。

以上各个部件分别加工调试检测合格，然后在工作台上组装成为本发明新型槽式太阳能吸热管，包装运输到了工地现场安装完毕后，采用真空泵通过真空针阀7将玻璃管6内的空气抽干净，保持一定的真空度，运行过程中定期检测真空度，当真空度降低到一定下限时，现场人工定期抽真空维护。

传统槽式太阳吸热管需要在工厂制造时抽真空，还需要加热熔封玻璃管上的真空抽气口，制作工艺复杂，一旦运输安装不慎，极有可能破坏真空抽气口，整支太阳吸热管即漏入空气从而极大地降低吸热效果。其次，传统槽式太阳吸热管一般都是采用金属管芯外加真空玻璃套管、两端密封焊接而制成，金属管芯端部焊接有法兰片，法兰片与可伐合金波纹管焊接，可伐合金波纹管再与玻璃管端部通过热熔连接，可伐合金波纹管的使用会带来吸热管性能恶化的隐患。

本发明的太阳能吸热管因为取消了玻璃管端头熔封和玻璃管上开真空抽气口的设计结构，整支玻璃管上没有任何开孔和熔封点，并且采用现场抽真空的安装和维护工艺，可以完全避免上述弊端，制造成本更低，包装运输、安装维护更加可靠方便，使用寿命更长，从而能降低光热利用成本，产生更大的环保经济效益。

Claims (4)

1.槽式太阳能吸热管，其特征在于，包括金属管芯(1)、密封螺纹内环(2)、密封螺栓外环(3)、内环密封环垫(4)、外环密封环垫(5)、玻璃管(6)、真空针阀(7)和螺栓(8)，金属管芯(1)与玻璃管(6)同轴线安装；所述金属管芯(1)的端部套设有密封螺纹内环(2)，密封螺纹内环(2)与密封螺栓外环(3)和螺栓(8)通过螺纹联接，螺栓(8)用来固定住密封螺栓外环(3)；所述密封螺纹内环(2)与密封螺栓外环(3)之间装有内环密封环垫(4)；所述密封螺栓外环(3)套住整个吸热管的端部，其与玻璃管(6)端头连接的沟槽内装有外环密封环垫(5)；所述真空针阀(7)设置在吸热管的端部侧面，穿过密封螺栓外环(3)与内部真空层连通。

2.根据权利要求1所述的槽式太阳能吸热管，其特征在于，所述真空针阀(7)采用单向弹簧针形阀，设置在吸热管的一个端部侧面。

3.根据权利要求1所述的槽式太阳能吸热管，其特征在于，所述金属管芯(1)采用不锈钢或合金钢无缝钢管；所述密封螺纹内环(2)、密封螺栓外环(3)均采用不锈钢；所述内环密封环垫(4)、外环密封环垫(5)均采用耐高温密封材料；所述玻璃管(6)材质为高硼硅超白玻璃。

4.根据权利要求1至3之一所述的槽式太阳能吸热管，其特征在于，所述金属管芯(1)外表面镀有一层波谱选择性吸收太阳涂层；所述玻璃管(6)内表面电镀有一层增透减反射膜。