CN203177510U - 带内置管式全玻璃真空管吸收器 - Google Patents

Abstract

本实用新型技术公开了一种带内置管式全玻璃真空管吸收器。在中间联箱水平两端分别安装一支太阳能全玻璃真空管，其内设有内置管，通过多个支架固定，中间联箱垂直两端分别设有进口管和出口管，进口管与三通的第一通道联接，三通的另外两个通道与内置管相连。太阳能全玻璃真空管与中间联箱之间有耐热密封圈，中间联箱内腔与外壳之间为聚氨酯或岩棉保温层，在太阳能全玻璃真空管与中间联箱端面有封尘盖防尘密封。太阳能全玻璃真空管为太阳能三高全玻璃真空管或纳米双能航天高效管；所述的内置管为直通式内置管或U型管。本实用新型结构简单，稳定性较高，克服了常规吸热管易损坏，制造成本较高，技术难度较大的缺点，同时可显著降底供热成本。

Description

带内置管式全玻璃真空管吸收器

技术领域

本实用新型涉及太阳能收集装置，尤其是一种带内置管式全玻璃真空管吸收器。

背景技术

太阳能中高温热利用中，目前常用的太阳能中高温聚光反射装置有三种，即抛物面槽式、蝶式、塔式聚光装置。其中抛物面槽式聚光集热器是各种吸收器中较为成熟，其结构简单，且可显著降低成本，是当今槽式太阳能热发电技术的核心部件，其中直通式金属玻璃真空管吸收器就是现行商品化了的产品，美国产LS-II集热管出口温度307-349℃，金属管涂层采用陶瓷选择膜，可达400℃高温。

传统的太阳能金属一玻璃真空管，为金属一玻璃熔封结构，内管吸热管为金属管，可承压耐高温，外管为玻璃管，透光率高，金属管与玻璃管之间为真空层，可减少热量损失，结构合理，安装维护方便，波纹管与金属管，采用了合金封接、可补偿金属与玻璃之间热胀冷缩。

在多年运行实践中，该管稳定性较差，主要原因是接受器内直接产生蒸气压力较高，且吸热管周向温差较大，会造成接受器弯曲，偏离聚焦线，严重时甚至会导致玻璃套管破裂损坏接受器；运行中还出现真空降低，吸收管表面选择金属涂层性能下降，导致管散热损失增加；随吸热温度升高，吸热管对环境对流和幅射损失增加；在高温下(＞400℃)对合金封接口有损坏，影响使用寿命。另外这种真空管集热器单元单价较高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种带内置管式全玻璃真空管吸收器。

它在中间联箱水平两端分别安装一支太阳能全玻璃真空管，其内设有内置管，通过多个支架固定，中间联箱垂直两端分别设有进口管和出口管，进口管与三通的第一通道联接，三通的另外两个通道与内置管相连。

所述的进口管和出口管设有外螺纹，通过螺帽与外管道连接。

所述的中间联箱包括内腔和外壳，内腔为承压管，采用焊接口与内置管连接三通管，太阳能全玻璃真空管与中间联箱之间有耐热密封圈，中间联箱内腔与外壳之间为聚氨酯或岩棉保温层，在太阳能全玻璃真空管与中间联箱端面有封尘盖防尘密封。

所述的太阳能全玻璃真空管为太阳能三高全玻璃真空管或纳米双能航天高效管；所述的内置管为直通式内置管或U型管。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的有益效果是，三高太阳能真空管采用高硼硅玻璃，在400℃下高温环境具有良好的吸收太阳光性能，较低的散射率(0.04)，吸收率(0.96-0.93)。具有良好的保温性能和导热性能，真空管带有内置管式、进出双流程，水层簿，流速快，传热快，解决了吸热管内上下温差大的矛盾。内置管出口水至全玻璃真空管尾端，并重新在内置管外流向联箱，也就是内置管中高温水返回时从玻璃管中上层返回，内置管中低温水返回时从玻璃管中下层返回，从而实现上下温差消除。太阳能全玻璃真空管至400℃以下不老化、不衰减 ，不褪色。

采用纳米双能航天高效管时，在工质压力1.0Mpa以下，采用不同介质，也可以加热到550℃高温，尤其以熔盐为吸热，传热介质(HTF)主要伏点(1)除克服流体阻力外，系统无压或低压运行，安全性提高。(2)传热工质在整个系统吸热传热循环中无相变，且熔盐热容量大，吸热器可承受较高的热流密度。(3)熔盐本身是很好的蓄热材料，传热、蓄热可共用一工质，系统极大简化。

当内置管采用U型管时，本实用新型技术主要解决了高温高压两个条件，工质温度可达550℃，压力可按3.5Mpa设计，配套，重点为高温高压蒸汽作技术支撑。作为实用新型全玻璃真空管采用纳米双能航天高效管，解决了发射率随温度升高而增大的难题，耐高温600℃在高温下集热效率大幅提高，更优于金属管涂层。在直膨式蒸汽压缩式空调中使用太阳能，其能效比可高达4~6，更显示太阳能压缩式空调优於吸收式中央空调(能效比0.8~1.2)。作为太阳能热发电投资更省、回收期更短、热效率更高。因此本实用新型技术在使用三高真空集热管，可以在耐高温400℃以下，压力3.5Mpa使用，水直接生产耐压高温蒸汽简化系统及投资成本。更有利于高压蒸汽发电或工业用汽。有利用直膨式中央空调机使用太阳能。

附图说明

图1是本实用新型的全玻璃真空管吸收器第一个实施例的纵剖面构造图。

图2是本实用新型的全玻璃真空管吸收器第二个实施例的纵剖面构造图。

图3是图1中的三通的纵剖面构造图。

 图4是图2中的三通的其中一个纵部面构造图。

图5是图2中的三通的纵部面构造图。

其中，太阳能全玻璃真空管１，内置管２，支架３，螺帽４，第一通道５，进口管６，中间联箱７，封尘盖８，耐热密封圈９，出口管１０，焊接口１１，三通１２。

具体实施方式

以下通过附图与实施例对实用新型作进一步的说明。

槽式太阳能热发电的技术瓶颈，使国内太阳能热利用项目进展较慢。然而，把太阳能中高温热利用通过聚光加热得品位较高的中高温蒸汽(120℃以上后)直接用于工业生产和空调采暖供热，不仅可以降低投资成本，还能提高系统热利用率，具有相当可观的经济价值。为太阳能中高温热利用中降底接受器成本，提高效率，本实用新型是用槽式聚光加热带内置管式全玻璃真空管替代直通式金属一玻璃真空管，使用聚光比为20-100，工作压力1.0Mpa，400℃以下范围的工业蒸汽。当用户要求压力1.2~3.5Mpa，温度400-600℃，聚光比大於100，内置管采用U型管，或者用硝酸盐熔盐作工质并经蓄热锅炉换热后提供高温高压蒸汽。

如图1、图2所示，一种带内置管式全玻璃真空管吸收器，它在中间联箱７水平两端分别安装一支太阳能全玻璃真空管１，其内设有内置管２，通过多个支架３固定，中间联箱７垂直两端分别设有进口管６和出口管１０，进口管６与三通１２的第一通道５联接，三通１２的另外两个通道与内置管２相连。

所述的进口管６和出口管１０设有外螺纹，通过螺帽４与外管道连接。

如图1所示，所述的中间联箱７包括内腔和外壳，内腔为承压管，采用焊接口１１与内置管２连接三通管，太阳能全玻璃真空管１与中间联箱７之间有耐热密封圈９，中间联箱７内腔与外壳之间为聚氨酯或岩棉保温层，在太阳能全玻璃真空管１与中间联箱端面有封尘盖８防尘密封。所述的内置管２为直通式内置管。三通12如图3所示。

如图2所示，所述的太阳能全玻璃真空管１为太阳能三高全玻璃真空管或纳米双能航天高效管；所述的内置管２为U型管。三通12如图4、5所示。

技术方案(一)，槽式抛物面聚光集热器采用标准模块；在中间联箱两端安装太阳能三高全玻璃真空管，进口经联箱接管与三通管相联接，经内置管分别进入全玻璃真空管尾端，并用支架固定，全玻璃真空管尾端分设支架固定在集热器上，内置管为不锈钢。中间联箱内腔为承压管，与内置管连接在三通管采用不锈钢焊接，在联箱中玻璃管与联箱孔有耐热胶圈密封，联箱就用密封线。中间联箱内腔与外壳之间为聚氨酯或岩棉保温层，在全玻璃真空管与联箱端面有封尘盖防尘密封。 联箱进出口(工质或水)设内外螺纹管。三高太阳能真空管有真空层防止散热损失。真空管内外层分别涂有太阳能吸收涂层，保证太阳能高效吸收。

常规的三高真空集热管采用12层多层渐变镀膜技术，采用金属陶瓷选择吸收涂层AL-N/不锈钢、AL-N/AL可耐高温400℃，在工质要求温度400℃以上，压力1.0Mpa以上条件，槽式抛物面聚光比大於100。常规的三高真空集热管已不能满足。

本实用新型全玻璃真空管采用纳米双能航天高效管：18层航空镀膜技术，集热量更大，较三高真空集热管得热量提高38%，解决发射率随温度升高而增大难题，可耐温600℃，零下35℃照产热水。

在技术方案(二)模块中不采用三高太阳能真空管，而采用纳米双能航天高效管。将工质加热温度提高到500-600℃范围，实现工业用品的温度要求，如按本实用新型技术方案，可用来加热压缩空气，如供干燥窑加热500-600℃的工业用品，同样采用工质硝酸盐可作为蓄热熔盐，可以储存在蓄热器中作吸热供热使用，经过换热器也可以成为500℃的高压蒸汽供用户。熔盐吸热，传热系统一般以熔融硝酸盐作工作介质已在塔式太阳能热发电中使用，其中有美国的Sotar Two电站及西班牙GEMA SOLAR电站。

本实用新型技术方案(三)管中管采用U型管，管径ф23，耐压，壁厚1.5-3mm，承压范围1.2~3.5Mpa，用于水产蒸汽或者使用制冷工质，直膨式蒸汽压缩式空调，U型管材质为铜管或铜铁复合管，考虑在热空气中，吸收幅射阳光的热量，表面应涂有选择性吸收涂层——黑铬涂层。全玻璃真空管可采用三高真空集热管或纳米双能航空高效管，前者使用温度为400℃，后者为600℃，见图2。

实施例１

供热要求：供蒸汽压力1.0Mpa以下，温度120-400℃。

在图1中，标准模块方联箱两侧安装三高全玻璃真空管，尺寸ф70×2，L=2100mm二根，进口管DG40经联箱接管与三通相联接、经内置管分别进入全玻璃真空管尾端，并用支架固定，联箱内腔压1.0Mpa，联箱内腔与外壳之间为岩棉保温层。在全玻璃真空管与联箱端面之间设封尘盖防尘密封，联箱出口设内外螺纹管，联箱进口设内螺纹管，分别与系统双回路管相联接。循环工质采用水直接产蒸汽。

实施例２

供热要求，供蒸汽压力1.0Mpa以下，温度400-600℃。

在图1中采用标准模块，方联箱两侧安装纳米双能航天高效管，尺寸ф70×2，L=2100mm二根，进口管DG40经联箱接管与三通相连接，经内置管分别进入全玻璃真空管尾端，并用支架固定，联箱内腔承压1.0Mpa，联箱内腔与外壳之间为岩棉保温层。在全玻璃真空管与联箱端面之间设封尘盖防尘密封。联箱出口设内外螺纹管，联箱进口设内螺纹管，可分别与系统双回路管相联接，本实用新型可将工质加热温度提高到500-600℃范围、实现工业用品的温度要求，如工质为压缩空气，可供干燥窑加热500-600℃。

实施例３

供热要求：供蒸汽压力1.2-3.5Mpa，温度400-600℃

在图1中，标准模块，方联箱两侧安装纳米双能航天高效管，尺寸ф70×2，L=2100nn二根，进口管DG40经联箱接管与三通管相联接，经内置管分别进入全玻璃真空管尾端并用支架固定，联箱内腔承压1.0Mpa，联箱内腔与外壳之间岩棉保温层。在全玻璃真空管与联箱端面之间设封尘盖防尘密封，联箱出口设外螺纹管，联箱进口设内螺纹管，可分别与系统双回路管相联接。本实用新型用于高压蒸汽发电或特定的工业用户，工质采用硝酸盐作为蓄热熔盐。可以贮存在蓄热器中作吸热供热使用，经过换热器(锅炉)把水加热成500-600℃的高压高温蒸汽供用户。作为槽式抛物面聚光集热器用于太阳能热发电站，该系统第一循环应用技术方案(一)提供1.0Mpa以下，温度120-400℃蒸汽去加热硝酸盐蓄能器，提高硝酸盐温度290℃以上，保证可供流动循环、再将流动工质硝酸盐经本标准模块加热到500-600℃成熔盐送入锅炉换热产生高温高压蒸汽3.5Mpa/500℃，供汽轮机发电，因此本实用新型简化了系统及投资成本有利于发电，便于熔盐夜间降温，二次启动发电。

实施例４

供热要求：供蒸汽压力1.2-3.5Mpa，温度130-600℃。

在图2中，标准模块，方联箱两侧安装太阳能全玻璃真空管，尺寸ф70×2，L=2100mm进口管BG40经联箱接管与进口三通相连接，经U型管流程返回至联箱出口三通，再接管引出联箱供回水总管相联接，管中管采用U型、管径ф23，耐压1.2-3.5Mpa，U型管材质为铜或铜铁复合管，表面有黑铬涂层，根据工质对温度要求不同选择全玻璃真空管，使用温度＜400℃，工业蒸汽或制冷剂加热，真空管采用三高全玻璃真空管，用于发电系统、工质温度400-600℃，采用纳米双能航空高效管。

Claims (4)

1.一种带内置管式全玻璃真空管吸收器，其特征在于，它在中间联箱水平两端分别安装一支太阳能全玻璃真空管，其内设有内置管，通过多个支架固定，中间联箱垂直两端分别设有进口管和出口管，进口管与三通的第一通道联接，三通的另外两个通道与内置管相连。

2.根据权利要求１所述的带内置管式全玻璃真空管吸收器，其特征在于，所述的进口管和出口管设有外螺纹，通过螺帽与外管道连接。

3.根据权利要求１所述的带内置管式全玻璃真空管吸收器，其特征在于，所述的中间联箱包括内腔和外壳，内腔为承压管，采用焊接口与内置管连接三通管，太阳能全玻璃真空管与中间联箱之间有耐热密封圈，中间联箱内腔与外壳之间为聚氨酯或岩棉保温层，在太阳能全玻璃真空管与中间联箱端面有封尘盖防尘密封。

4.根据权利要求１所述的带内置管式全玻璃真空管吸收器，其特征在于，所述的太阳能全玻璃真空管为太阳能三高全玻璃真空管或纳米双能航天高效管；所述的内置管为直通式内置管或U型管。

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