CN108826714B - 一种集热管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新能源技术领域，公开了一种新型集热管，该集热管包括：内管、保温壁和玻璃防护罩；保温壁覆盖内管的上半侧壁且与内管的上半侧壁之间具有第一间隙；玻璃防护罩覆盖内管的下半侧壁且与内管的下半侧壁之间具有第二间隙；内管的下半侧壁为受热面，内管的受热面为面状结构，第一间隙和第二间隙均为独立的真空间隙。本发明提供的一种新型集热管，通过将内管的受热面设置为面状结构，使太阳光更多的落在内管的侧壁上，从而可聚集更多的太阳光，提高聚光比，改善聚光集热效果；设置玻璃防护罩可对内管的受热面进行保护，防止损坏；设置保温壁以及真空的第一间隙和第二间隙，可防止内管的热量散失。

Description

一种集热管

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，特别是涉及一种新型集热管。

背景技术

目前太阳能聚光集热装置有：槽式聚光集热装置；塔式聚光集热装置；碟式聚光集热装置；菲涅尔式聚光集热装置等四大类。其中，槽式聚光集热装置目前应用比较广泛，而塔式聚光集热装置正在以其大功率的特性处在快速的发展中。但这两种聚光集热装置的投资巨大，操作维护复杂。因此，在槽式聚光集热装置的基础上，产生了菲涅尔聚光集热装置。聚光集热装置中，最主要的部件就是集热管。而在槽式聚光集热装置中集热管的结构、聚光集热能力、热力特性、光学性能都进行过大量的研究和细化，针对这种槽式线聚焦而配置的集热管应该是成熟了。

而菲涅尔聚光集热装置配置的集热管一直沿用了槽式聚光集热管，而菲涅尔聚光集热装置并不完全遵循槽式线聚集的光学特性。因此，将符合槽式线性聚焦光学特性的集热管用在菲涅尔聚光集热装置上，是不适应菲涅尔聚光集热装置的光学特性的。因为该集热管只能接受地面镜场一次反射光的一部分。大部分一次反射光漏光至反射罩中，再由反射罩中二次反射至集热管，这种二次反射必然造成一定的光能量损失，另外还是有很多二次反射光击不中集热管而反射至集热管之外，产生聚光集热装置的漏光而降低了整个装置的集热效率。

所以，尽管菲涅尔聚光集热装置有很多优点，比如结构简单，造价低，反射镜贴近地面，操作维护比较容易，镜面跟踪设计比较简易，镜面反射太阳能是从下向上反射到集热管上，集热管中存在着很强的对流换热，有利于集热管中直接用水作工质来产生蒸汽推动汽轮机发电。整个菲涅尔聚光集热装置运行维护费用远低于槽式和塔式聚光集热装置。但是菲涅尔聚光集热装置采用槽式聚光集热装置同一类型集热管，造成了它的聚光比低于槽式聚光集热装置，更远低于塔式聚光集热装置。因此，为了尽量的发挥菲涅尔聚光集热装置的优点，尽量大的提高它的聚光比，很有必要研究出符合菲涅尔聚光集热装置光学特性的集热管。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种新型集热管，用于解决或部分解决现有菲涅尔聚光集热装置采用槽式聚光集热装置同一类型集热管，造成了它的聚光比低于槽式聚光集热装置，更远低于塔式聚光集热装置的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种新型集热管，该集热管包括：内管、保温壁和玻璃防护罩；所述保温壁覆盖所述内管的上半侧壁且与所述内管的上半侧壁之间具有第一间隙；所述玻璃防护罩覆盖所述内管的下半侧壁且与所述内管的下半侧壁之间具有第二间隙；所述内管的下半侧壁为受热面，所述内管的受热面为面状结构，所述第一间隙和所述第二间隙均为独立的真空间隙；其中，所述内管的受热面包括椭圆面、平面、波纹板面、球面、截锥面或者空腔面。

在上述方案的基础上，在所述内管的下半侧壁的外表面涂覆选择性吸收涂层或镀黑铬涂层；在第一间隙中填充保温填料；在玻璃防护罩的外表面蒸镀减反射膜；其中，所述保温填料包括：硫酸钙绝热材料、膨胀珍珠岩、岩棉、矿棉、硅酸铝保温材料、玻璃棉、泡沫玻璃、玻化珍珠以及聚苯颗粒中的一种或者多种。

在上述方案的基础上，在所述保温壁的左侧、右侧或左右两侧设置行走轨道和清理机器人，所述行走轨道沿所述保温壁的长度方向设置且与所述保温壁的外侧壁固连，所述清理机器人与所述行走轨道滑动连接、可沿所述行走轨道移动，所述清理机器人用于对所述玻璃防护罩的外表面进行清理。

在上述方案的基础上，在所述保温壁的外侧壁固定设置支撑体，所述行走轨道与所述支撑体固连；多根集热管的内管首尾依次相连，多根集热管的行走轨道依次相连形成连续轨道。

在上述方案的基础上，在所述玻璃防护罩的两端分别设置封头板，所述封头板沿所述内管的周向设置、用于封闭所述第二间隙两端的开口，在所述玻璃防护罩的端部与所述封头板之间设置波纹管，所述波纹管用于补偿所述内管与所述玻璃防护罩因膨胀系数不同而产生的位移。

在上述方案的基础上，在所述内管的内部设置第一支柱，所述第一支柱的两端分别与所述内管的内侧壁固连，在所述第一间隙中设置第二支柱，所述第二支柱的一端与所述内管的上半侧壁固连，所述第二支柱的另一端与所述保温壁的内侧壁固连。

在上述方案的基础上，一种新型集热管还包括：进口管和出口管；所述进口管与所述内管的一端固连，所述出口管与所述内管的另一端固连，所述进口管和所述出口管分别与所述内管连通，在所述进口管和所述出口管的内部分别设置螺旋片。

在上述方案的基础上，在所述内管的内部设置加热管，所述加热管通过风力发电机供能。

在上述方案的基础上，所述保温壁的侧壁上开设第一抽气口，所述玻璃防护罩的侧壁上开设第二抽气口，通过所述第一抽气口将所述第一间隙抽至真空，通过所述第二抽气口将所述第二间隙抽至真空。

在上述方案的基础上，在集热管上方设置吊架；所述吊架与所述保温壁的外侧壁固连对所述集热管进行固定，所述集热管通过所述吊架与镜场支架相连接。

(三)有益效果

本发明提供的一种新型集热管，通过将内管的受热面设置为面状结构，可使内管接收更多的下方反射的太阳光，使太阳光更多的落在内管的侧壁上，从而可聚集更多的太阳光，提高聚光比，改善聚光集热效果；通过设置玻璃防护罩可对内管的受热面进行保护，防止损坏；通过设置保温壁以及真空的第一间隙和第二间隙，可防止内管的热量散失，使内管侧壁的对流散热损失降低到几乎为零。

附图说明

图1为根据本发明实施例的一种新型集热管的侧视示意图；

图2为根据本发明实施例的一种新型集热管的俯视示意图；

图3为根据本发明实施例的一种新型集热管的截面剖视示意图；

图4为根据本发明实施例的一种新型集热管椭圆受热面的太阳辐射示意图。

附图标记说明：

1—进口管； 2—行走轨道； 3—支撑体；

4—吊架； 5—第一支柱； 6—第二支柱；

7—第一抽气口； 8—连接法兰； 9—出口管；

10—第二抽气口； 11—波纹管； 12—第二间隙；

13—玻璃防护罩； 14—保温壁； 15—内管；

16—螺旋片； 17—加热管； 18—保温填料；

19—入射光； 20—反射光； 21—反射镜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例根据本发明提供一种新型集热管，参考图1、图2以及图3，该集热管包括：内管15、保温壁14和玻璃防护罩13；所述保温壁14覆盖所述内管15的上半侧壁且与所述内管15的上半侧壁之间具有第一间隙，所述玻璃防护罩13覆盖所述内管15的下半侧壁且与所述内管15的下半侧壁之间具有第二间隙12，所述内管15的下半侧壁为受热面，所述内管15的受热面为面状结构，所述第一间隙和所述第二间隙12均为独立的真空间隙；其中，所述内管15的受热面包括椭圆面、平面、波纹板面、球面、截锥面或者空腔面。

本实施例提供的一种新型集热管，主要适用于菲涅尔太阳能集热系统，可针对现有菲涅尔集热系统大多采用槽式集热系统的集热管而导致聚光比较低的问题，可大大提高菲涅尔集热系统的聚光集热效果。

该新型集热管包括内管15、保温壁14以及玻璃防护罩13。内管 15位于集热管的中间，内部流动吸热介质，即载热体。保温壁14位于内管15的上方，覆盖内管15的上半侧壁。玻璃防护罩13位于内管15的下方，覆盖内管15的下半侧壁。

内管15的上半侧壁即内管15上半部分侧壁，内管15的下半侧壁即内管15的下半部分侧壁。

具体地，保温壁14并不是紧贴内管15的外侧壁，保温壁14与内管15的上半侧壁的外侧之间具有间隙，为第一间隙。玻璃防护罩 13同样不是紧贴内管15的外侧壁，玻璃防护罩13与内管15的下半侧壁的外侧之间同样具有间隙，为第二间隙12。

对于菲涅尔集热系统，反射镜21设置在系统的底部，因此集热管的底面往往作为受热面。对于该新型集热管，内管15的下半侧壁为受热面。内管15的下半侧壁吸收反射镜21所反射的太阳光，进而对内部的流动介质进行加热。

将内管15的下半侧壁即受热面设置为面状结构，即内管15的受热面为一个面，而非一条线。因为对于传统菲涅尔集热系统的集热管为圆管，这样下方接收反射镜21反射的太阳光的面积较小，近似为一条线，从而导致了聚光比较低。

严格来说，菲涅尔集热系统应该是一种面聚焦集热装置，反射镜 21反射的太阳辐射会落在一个面上，而传统的槽式集热系统中的集热管并不满足这一点。

将内管15的下半侧壁设置为一个面，可接收更多的下方反射的太阳光，使太阳光更多的落在内管15的侧壁上，从而可聚集更多的太阳光，提高聚光比，改善聚光集热效果。

内管15的下半侧壁为受热面，在内管15的下半侧壁的外侧设置玻璃防护罩13，既能顺利使太阳光通过照射到受热面上，同时对内管15的受热面进行保护，防止其损坏而影响集热管的使用。

该新型集热管的主要对流散热损失是发生在内管15的上半侧壁，因为上半侧壁为非受热面，该面只有散热损失，没有热量供给。所以，在内管15的上半侧壁的外侧设置了保温壁14，用于防止热量散失。

进一步地，设置第一间隙和第二间隙12，且将第一间隙和第二间隙12设置为真空，可使内管15外侧壁的对流散热损失降低到几乎为零。

另外，保温壁14和玻璃防护罩13均包围在内管15的外侧，保温壁14位于内管15的上方，玻璃防护罩13位于内管15的下方，可将二者在内管15的左右两侧分别相接固连，且应使第一间隙和第二间隙12相互隔开、不连通，即第一间隙和第二间隙相互独立。

具体地，参考图3，保温壁14和玻璃防护罩13在内管15的两侧可通过连接法兰8相连，且隔开。也可在保温壁14和玻璃防护罩 13之间设置隔板，隔板与内管15的外侧壁可通过焊接固定，将保温壁14以及玻璃防护罩13分别与隔板通过焊接进行固连且隔开。

保温壁14与玻璃防护罩13的连接方式也可为其他，二者也可互不相连，分别与内管15的外侧壁进行固连，应以第一间隙与第二间隙12相隔开均为独立间隙且第一间隙与第二间隙12为密封真空为目的，对此不做限定。

本实施例提供的一种新型集热管，通过将内管15的受热面设置为面状结构，可使内管15接收更多的下方反射的太阳光，使太阳光更多的落在内管15的侧壁上，从而可聚集更多的太阳光，提高聚光比，改善聚光集热效果；通过设置玻璃防护罩13可对内管15的受热面进行保护，防止损坏；通过设置保温壁14以及真空的第一间隙和第二间隙12，可防止内管15的热量散失，使内管15侧壁的对流散热损失降低到几乎为零。

进一步地，内管15可为椭圆形管。相应的，保温壁14与玻璃防护罩13均可为半椭圆形壳体结构。可使保温壁14与内管15的上半侧壁各处的间隙相同，玻璃防护罩13与内管15的下半侧壁各处的间隙也相同，即保温壁14与玻璃防护罩13均均匀的包围在内管15的外侧。这样，集热管整体外形呈椭圆管状。

内管15为椭圆管，可使下半侧壁受热面为椭圆面，相比圆管，可大大提高受热面积，提高聚光比。

进一步地，内管15也可为其他形状的管，可使内管15的下半侧壁受热面为平面、波纹板面、球面、截锥面或者空腔面，均可增大受热面积，提高聚光比。即内管15可为任何形状，只要满足受热面为面状结构，且尽可能增大受热面面积即可，对此不做限定。

保温壁14与玻璃防护罩13的形状可根据内管15的形状来设定，可与内管15的形状相匹配即可。

在上述实施例的基础上，进一步地，在所述内管15的下半侧壁的外表面涂覆选择性吸收涂层或镀黑铬涂层；在第一间隙中填充保温填料18；在玻璃防护罩13的外表面蒸镀减反射膜；其中，所述保温填料18包括：硫酸钙绝热材料、膨胀珍珠岩、岩棉、矿棉、硅酸铝保温材料、玻璃棉、泡沫玻璃、玻化珍珠以及聚苯颗粒中的一种或者多种。

本实施例基于上述实施例，对集热管的结构进行了进一步地说明。内管15的下半侧壁为接受太阳能的受热面，可在其外侧壁上涂覆太阳能选择性吸收涂层或者镀黑铬涂层，以降低其辐射热的损失。

具体地，将集热管的特征数，即太阳辐射吸收率与红外发射率的比值控制在6左右时，在内管15的受热面即下半侧壁可涂镀高温选择性吸收涂层，可使内管15内部介质的温度达到400℃左右或者更高。在内管15内部介质的温度需达到250℃以下时，可对内管15的下半侧壁受热面作发黑处理。

为了进一步地减少内管15在上半侧壁的辐射热损失，在第一间隙中填充保温填料18。

具体地，保温填料18可为硫酸钙绝热材料、膨胀珍珠岩、岩棉、矿棉、硅酸铝保温材料、玻璃棉、泡沫玻璃、玻化珍珠以及聚苯颗粒中的一种或者多种。

玻璃防护罩13的外表面蒸镀减反射膜，以便降低玻璃防护罩13 外表面对入射太阳辐射能的反射损失。另外，设置第二间隙12一方面可控制内管15的下半侧壁受热面的对流散热损失，另一方面，可保护涂覆在内管15的下半侧壁上的选择性吸收涂层。

这样，配置了真空的第二间隙12，选择性吸收涂层，减反膜三项技术，可实现该新型集热管能够在高温下运行，并具有高的集热效率。

进一步地，玻璃防护罩13的材料为低铁白玻璃，以提高玻璃防护罩13的太阳辐射透过率。

在上述实施例的基础上，进一步地，在所述保温壁14的左侧、右侧或左右两侧设置行走轨道2和清理机器人，所述行走轨道2沿所述保温壁14的长度方向设置且与所述保温壁14的外侧壁固连，所述清理机器人与所述行走轨道2滑动连接、可沿所述行走轨道2移动，所述清理机器人用于对所述玻璃防护罩13的外表面进行清理。

本实施例基于上述实施例，设置了清理机器人对玻璃防护罩13 的外表面进行清理，以保证太阳辐射透过率，提高吸热效果。清理机器人通过行走轨道2固定，且沿行走轨道2进行移动。

行走轨道2沿内管15的长度方向设置，与保温壁14固连进行固定，位于玻璃防护罩13的上方。清理机器人与行走轨道2滑动连接，可沿行走轨道2滑动移动。清理机器人可由行走轨道2的一端移动至另一端，即从玻璃防护罩13的一端移动至另一端。

在移动过程中，清理机器人与玻璃防护罩13的外表面接触，且对外表面进行清理。可在内管15的一侧设置行走轨道2与清理机器人，也可在内管15的两侧分别设置行走轨道2与清理机器人。

因为应用于太阳能集热系统的集热管往往清理不方便，现有技术中也很少有对集热管进行清理的装置，该新型集热管设置清理机器人，通过行走轨道2来限定清理机器人的行走路线，使其对玻璃防护罩13的外表面进行自动的清理，可清理玻璃防护罩13外表面的一些灰尘以及飞虫等杂物，使玻璃防护罩13的外表面保持整洁，以保证太阳辐射的透过率。

进一步地，行走轨道2可为凹槽结构，清理机器人通过轮子在凹槽内移动，具体结构不限。

在上述实施例的基础上，进一步地，在所述玻璃防护罩13的两端分别设置封头板，所述封头板沿所述内管15的周向设置、用于封闭所述第二间隙12两端的开口，在所述玻璃防护罩13的端部与所述封头板之间设置波纹管11，所述波纹管11用于补偿所述内管15与所述玻璃防护罩13因膨胀系数不同而产生的位移。

本实施例基于上述实施例，对玻璃防护罩13两端的结构进行了说明。在玻璃防护罩13的两端，即第二间隙12的两端分别设置封头板。封头板用于将第二间隙12两端开口密封起来。

因为玻璃防护罩13环绕包围在内管15的下半部分的外侧，因此封头板也应环绕内管15将第二间隙12的两端封严，即封头板沿着内管15的周向设置。封头板与内管15之间可通过焊接连接，保证密封。

进一步地，在额定温度下，玻璃防护罩13与内管15之间由于材料不同，膨胀系数不同而会产生相对位移。可在玻璃防护罩13端部和内管15端部之间配置波纹管11，以补偿该相对位移。

波纹管11为自身具有伸缩性的管，具体地，可在封头板与玻璃防护罩13的端部之间留出一定的空隙，在该空隙处设置波纹管11。波纹管11的形状大小应与玻璃防护罩13的形状大小相同。波纹管11 的一端应与玻璃防护罩13的一端紧密连接，可采用焊接，保证密封；波纹管11的另一端与封头板连接，可为焊接保证密封。

即将玻璃防护罩13的两端靠近端部的一段设置为波纹管11，以实现玻璃防护罩13的可伸缩。另外，波纹管11与保温壁14的连接可与玻璃防护罩13与保温壁14的连接方式相同。

进一步地，在保温壁14的两端可直接通过焊接与内管15相连并密封，也可为其他，对此不做限定。本实施例涉及多处焊接，均为玻璃与钢之间或者钢与钢之间的焊接，均可实现。

进一步地，波纹管11可设置在玻璃防护罩13的一端，或者两端均设置。

进一步地，玻璃防护罩13与保温壁14沿内管15的长度方向的长度可与内管15的长度相同，也可略小于或略大于内管15的长度，对此不做限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，在所述内管15的内部设置第一支柱5，所述第一支柱5的两端分别与所述内管15的内侧壁固连，在所述第一间隙中设置第二支柱6，所述第二支柱6的一端与所述内管15的上半侧壁固连，所述第二支柱6的另一端与所述保温壁14的内侧壁固连。

因为内管15的受热面为面状结构，内管15不为圆管。为提高内管15的抗压能力，可在内管15腔体内设置至少一个第一支柱5。第一支柱5呈轴状，两端可分别与内管15的内侧壁固连。

优选地，第一支柱5的一端与内管15的上半侧壁的内侧相连，另一端与内管15的下半侧壁的内侧相连。内管15中设有若干个第一支柱5，用来加强内管15的抗压力能力和使流过的载热体进一步均匀受热。设置第一支柱5，内管15内的介质流动时冲击第一支柱5，还可使内管15内部介质受热均匀。

为提高保温壁14的抗压能力，在内管15和保温壁14之间即第一间隙中设置至少一个第二支柱6。第二支柱6同样呈轴状。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种新型集热管还包括：进口管1和出口管9；所述进口管1与所述内管15的一端固连，所述出口管9与所述内管15的另一端固连，所述进口管1和所述出口管 9分别与所述内管15连通，在所述进口管1和所述出口管9的内部分别设置螺旋片16。

本实施例基于上述实施例，在内管15的两端分别连接进口管1 和出口管9，用于控制内部介质的流进和流出。进口管1和出口管9 可为圆管，可通过中心具有圆孔的挡板与内管15的两端相连。进口管1和出口管9的形状以及与内管15两端的具体连接方式也可为其他，对此不做限定。

在进口管1和出口管9内配置螺旋片16，使之进出口的载热体在集热管中螺旋运动，使载热体均匀受热，防止载热体(特别是水做载热体)的局部沸腾。

在上述实施例的基础上，进一步地，在所述保温壁14的外侧壁固定设置支撑体3，所述行走轨道2与所述支撑体3固连。

在上述实施例的基础上，进一步地，多根集热管的内管15首尾依次相连，多根集热管的行走轨道2依次相连形成连续轨道。

本实施例基于上述实施例，对行走轨道2以及清理机器人的设置进行了进一步地说明。因为在实际应用中，往往是将多个集热管连接使用。

在保温壁14的一侧或两侧设有对玻璃防护罩13进行清理的清理机器人以及行走轨道2。将行走轨道2由支撑体3支撑并固定在保温壁14的外侧。支撑体3可将行走轨道2支撑的向集热管的两侧延伸。这样，在多个集热管首尾依次相连时，便于将多个集热管上的行走轨道2同样依次相连，形成一个长的连续的轨道。

多个集热管对接以及多个集热管的行走轨道2对接之后可形成一个数百米长的轨道，清洗机器人沿着轨道行进，将对接起来的多个集热管的玻璃防护罩13进行清理。

设置支撑体3，便于将多个集热管的行走轨道2对接，从而形成一个轨道，便于清理机器人连续的对多个集热管的玻璃防护罩13进行清理。保温壁14上设置机器人行走轨道2和轨道支撑体3，二者形成一体整体固定在保温壁14上。

进一步地，多个集热管首尾对接，可使集热管的内管15的端部即进口管1和出口管9依次首尾对接相连。

在上述实施例的基础上，进一步地，在所述内管15的内部设置加热管17，所述加热管17通过风力发电机供能。

内管15的腔体中配置来自风力发电机的互补辅助的加热管17。加热管17以风力发电系统的能量给集热管补充能量，以吸收来自风力发电装置的能力，进行风光互补。可使集热管在有太阳能和风能时，风光双能量叠加于该集热管中，来制造蒸汽；在只有太阳能或风能时，集热管也可以产生蒸汽。

设置风力发电供能的加热管17，可进一步地提高集热管内部介质的温度，在集热管应用于发电系统时提高发电效率，且采用风力发电供能，可提高对清洁可再生能源的利用度。另外，在太阳光辐射不足时，可保证集热管的正常运行。

进一步地，也可通过其他装置为加热管17供能，对此不做限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述保温壁14的侧壁上开设第一抽气口7，所述玻璃防护罩13的侧壁上开设第二抽气口10，通过所述第一抽气口7将所述第一间隙抽至真空，通过所述第二抽气口10将所述第二间隙12抽至真空。

本实施例基于上述实施例，在保温壁14上开设第一抽气口7，在玻璃防护罩13上开设第二抽气口10。第一抽气口7可为保温壁14 侧壁上的通孔，第二抽气口10可为玻璃防护罩13上的通孔。

可通过第一抽气口7和第二抽气口10分别对第一间隙以及第二间隙12进行抽真空。可将第一抽气口7与第二抽气口10分别与阀门相连，在第一间隙和第二间隙12满足真空条件时，将阀门关闭，使内部维持真空状态。

进一步地，内管15的下半侧壁和玻璃防护罩13之间可形成宽度为20mm-50mm的第二间隙12。通过第二抽气口10，可使第二间隙 12形成1.5×10^-3Pa-1.0×10^-3Pa左右的真空状态。

保温壁14和内管15的上半侧壁之间可形成宽度为30mm-50mm 的第一间隙，该第一间隙通过第一抽气口7，可使第一间隙中形成1.5 ×10^-3Pa-1.0×10^-3Pa的高真空，使对流散热损失降低到几乎为零。

第一间隙以及第二间隙12的具体尺寸大小适中，既使整个集热管尺寸合理便于实现，同时间隙也可满足减少对流散热损失的要求。第一间隙以及第二间隙12的真空参数同样既便于实现，又可满足减少对流散热损失的要求。

进一步地，将第一间隙以及第二间隙12设置为真空也可采用其他方法，利用可在间隙中放置真空蒸发剂后再密封等，对此不做限定。

在上述实施例的基础上，进一步地，在集热管上方设置吊架4；所述吊架4与所述保温壁14的外侧壁固连对所述集热管进行固定，所述集热管通过所述吊架4与镜场支架相连接。

进一步地，该新型集热管为悬吊式，它配有集热管吊架4，吊架 4通过与集热管固连，可与保温壁14的外侧壁固连使集热管处于悬吊状态。吊架4上面配有固定螺栓孔，可通过螺栓固定在镜场支架上，确保太阳辐射光无阻挡地辐射到集热管的受热面上。

在上述实施例的基础上，进一步地，一种新型集热管包括：椭圆形的内管15，半椭圆形的保温壁14，半椭圆形的玻璃防护罩13，辅助加热管17，机器人行走轨道2，轨道支撑体3，连接法兰8，保温填料18，第一支柱5，第二支柱6，波纹管11，集热管吊架4，进口管1，出口管9以及进出口管9内螺旋片16等部件。

集热管的受热面，即内管15的下半侧壁被玻璃防护罩13所封闭，玻璃防护罩13上蒸镀1-2层很薄的减反射膜。防护罩的两端配有波纹管11，波纹管11的一端和玻璃防护罩13连接，另一端和内管15 两端封头板连接。

该新型集热管可应用于菲涅尔集热系统，可将多个集热管依次首尾相接，多个集热管通过吊架4悬吊在反射镜21镜场的上方。内管 15的较扁的椭圆面朝下，为受热面。

参考图4，反射镜21聚集太阳光并将太阳辐射穿过玻璃防护罩 13全部反射至椭圆面受热面上，入射光19落在反射镜21上，反射镜21所发出的反射光20全部落在椭圆形受热面上，最大限度的提高集热管的聚光比。将玻璃防护罩13与内管15的下半侧壁之间的第二间隙12设置为真空、在内管15的下半侧壁的外表面涂覆选择性吸收涂层以及在玻璃防护罩13的外表面蒸镀减反膜，可减少内管15向外界的对流散热损失，实现集热管在高温下运行，且具有较高的集热效率。

与内管15的受热面所对立的上半侧壁为主要散热面，在上半侧壁的外侧包围保温壁14，且形成真空的第一间隙，并在第一间隙中填充保温填料18，可最大限度减少上半侧壁的散热损失，提高集热效率。

行走轨道2和清理机器人设置在保温壁14的外侧，为便于在多个集热管相连时使行走轨道2也相连，可设置支撑体3与保温壁14 的外侧壁固连，用于对行走轨道2进行支撑。

本实施例提供的新型集热管接受太阳的辐射是一个面，也就是一个面聚光的模式，而不是线聚光，所有镜场的反射光20全部击中到集热管的受热面上，无漏光现象，见图4所示。所以，与圆管式集热管不同的是，该集热管不用配备二次反射光的集热罩，光损比较小，由这种结构的集热管构成的集热系统由类似塔式聚光系统，可以作到一次反射光在受热面上的高度叠加，可以作到高聚光比(50-200)，它可以远远超过槽式聚光系统的聚光比。

椭圆形内管15的下半侧壁为集热管的受热面，而它的上半侧壁为背光面，没有能量供给，因此该上半侧壁与外界温差比较大，如果保温不好，会给集热管带来很大的热量损失。因此，在内管15的上方配置了一个真空材料保温层，使整体集热管的光热效率达到了最优化值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种集热管，其特征在于，包括：内管、保温壁和玻璃防护罩；所述保温壁覆盖所述内管的上半侧壁且与所述内管的上半侧壁之间具有第一间隙；所述玻璃防护罩覆盖所述内管的下半侧壁且与所述内管的下半侧壁之间具有第二间隙；所述内管的下半侧壁为受热面，所述内管的受热面为面状结构，所述第一间隙和所述第二间隙均为独立的真空间隙；

其中，所述内管的受热面包括椭圆面、平面、波纹板面、球面、截锥面或者空腔面；

在所述保温壁的左侧、右侧或左右两侧设置行走轨道和清理机器人，所述行走轨道沿所述保温壁的长度方向设置且与所述保温壁的外侧壁固连，所述清理机器人与所述行走轨道滑动连接、可沿所述行走轨道移动，所述清理机器人用于对所述玻璃防护罩的外表面进行清理。

2.根据权利要求1所述的集热管，其特征在于，在所述内管的下半侧壁的外表面涂覆选择性吸收涂层或镀黑铬涂层；在第一间隙中填充保温填料；在玻璃防护罩的外表面蒸镀减反射膜；

其中，所述保温填料包括：硫酸钙绝热材料、膨胀珍珠岩、岩棉、矿棉、硅酸铝保温材料、玻璃棉、泡沫玻璃、玻化珍珠以及聚苯颗粒中的一种或者多种。

3.根据权利要求1所述的集热管，其特征在于，在所述保温壁的外侧壁固定设置支撑体，所述行走轨道与所述支撑体固连；多根集热管的内管首尾依次相连，多根集热管的行走轨道依次相连形成连续轨道。

4.根据权利要求3所述的集热管，其特征在于，在所述玻璃防护罩的两端分别设置封头板，所述封头板沿所述内管的周向设置、用于封闭所述第二间隙两端的开口，在所述玻璃防护罩的端部与所述封头板之间设置波纹管，所述波纹管用于补偿所述内管与所述玻璃防护罩因膨胀系数不同而产生的位移。

5.根据权利要求1至4任一所述的集热管，其特征在于，在所述内管的内部设置第一支柱，所述第一支柱的两端分别与所述内管的内侧壁固连，在所述第一间隙中设置第二支柱，所述第二支柱的一端与所述内管的上半侧壁固连，所述第二支柱的另一端与所述保温壁的内侧壁固连。

6.根据权利要求5所述的集热管，其特征在于，还包括：进口管和出口管；所述进口管与所述内管的一端固连，所述出口管与所述内管的另一端固连，所述进口管和所述出口管分别与所述内管连通，在所述进口管和所述出口管的内部分别设置螺旋片。

7.根据权利要求1至4任一所述的集热管，其特征在于，在所述内管的内部设置加热管，所述加热管通过风力发电机供能。

8.根据权利要求1至4任一所述的集热管，其特征在于，所述保温壁的侧壁上开设第一抽气口，所述玻璃防护罩的侧壁上开设第二抽气口，通过所述第一抽气口将所述第一间隙抽至真空，通过所述第二抽气口将所述第二间隙抽至真空。

9.根据权利要求1至4任一所述的集热管，其特征在于，在集热管上方设置吊架；所述吊架与所述保温壁的外侧壁固连对所述集热管进行固定，所述集热管通过所述吊架与镜场支架相连接。

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