CN205174893U - 槽式太阳能热发电真空集热管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种槽式太阳能热发电真空集热管，包括玻璃外管、封接件、金属端盖、波纹管、管接件和金属内管，封接件一端插入封装在玻璃外管端口内，封接件另一端内壁内安装有金属端盖，金属端盖与波纹管一端相连，波纹管另一端与管接件相连，管接件套装在金属内管上，封接件由无氧铜制成，封接件插入封装端的边缘厚度为0.03～0.07mm，封接件插入封装端的刀口斜度为1°30′～3°30′；封接件内安装有载荷分配部件，载荷分配部件包括支撑筒体和载荷分配支腿，支撑筒体同轴支撑安装在封接件内，载荷分配支腿的一端与支撑筒体的内壁相连，载荷分配支腿的另一端支撑贴合在玻璃外管的内壁上。本实用新型适用于集热管。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种真空集热管，具体地指一种槽式太阳能热发电真空集热管。
背景技术
目前，国际上拥有槽式高温集热管制作技术的三家企业之中的两家——德国Siemens西门子公司(收购Solel索莱尔公司)和意大利的Archimede阿基米德公司都采用“Housekeeper非匹配封接”封接方法，该方法是将与玻璃膨胀系数相差较大的不锈钢边缘制作出薄壁刀口插入到玻璃管壁内形成非匹配封接，这种方法由于硼硅玻璃与不锈钢膨胀系数相差过大，且不锈钢的延展性较差，所以对金属封接件薄壁机械加工和封接技术要求极高，从而导致槽式高温集热管封接的合格率较低；而且，在实际运行时，封接部位(金属封接件与玻璃外管封接的部位)会因膨胀系数相差过大且不锈钢的延展性较差的原因，而导致其应力较大，从而非常容易发生封接失效的情况。
而三家企业之中的最后一家——德国Schott肖特公司通过调整玻璃原料配方改变玻璃膨胀系数，该玻璃由原来膨胀系数为3.3×10-6/℃的高硼硅玻璃改为热膨胀系数5.5×10-6/℃硼硅玻璃，使其与封接合金的膨胀系数较为接近，实现了玻璃与金属的匹配封接。这种匹配封接方法可靠性较好，但是实际生产中很难找到与玻璃膨胀曲线完全一致的金属材料，且调整玻璃原料配方成本和技术要求极高。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，提出一种成品率高、不易失效且成本低的槽式太阳能热发电真空集热管。
为实现上述目的，本实用新型所设计的槽式太阳能热发电真空集热管，包括玻璃外管、封接件、金属端盖、波纹管、管接件和金属内管，所述封接件的一端插入封装在所述玻璃外管的端口内，所述封接件的另一端内壁内安装有所述金属端盖，所述金属端盖与所述波纹管的一端相连，所述波纹管的另一端与所述管接件的外壁相连，所述管接件套装在所述金属内管上，所述封接件由无氧铜制成，所述封接件插入封装端的边缘厚度为0.03～0.07mm，所述封接件插入封装端的刀口斜度为1°30′～3°30′；所述封接件内支撑安装有载荷分配部件，所述载荷分配部件包括用于防止封接件变形的支撑筒体和用于将所述玻璃外管上的机械载荷分配转移的载荷分配支腿，所述支撑筒体同轴支撑安装在所述封接件内，所述载荷分配支腿的一端与所述支撑筒体的内壁相连，所述载荷分配支腿的另一端支撑贴合在所述玻璃外管的内壁上。通过采用延展性好的无氧铜制造封接件，这样，一方面可大大降低封接件薄壁机械加工和封接技术要求，从而提高了成品率，另一方面还减小了封接部位的应力，从而避免了在使用过程中出现封接失效的情况；同时，虽然无氧铜有较好的延展性，但其刚度较差易发生变形，而本集热管通过在封接件加设载荷分配部件，这样，一方面解决了用无氧铜制造封接件易发生变形的问题，另一方面还能将玻璃外管上的机械载荷分配转移到金属内管上，从而进一步地提高了本集热管使用的可靠性，提高了使用寿命。
在上述方案中，所述载荷分配支腿与所述玻璃外管内壁相贴合的一端为弧形结构，所述弧形结构的圆弧凸出部位与所述玻璃外管的内壁支撑贴合。通过将载荷分配支腿设计成弧形结构，这样，一方面可更好地将玻璃外管上的机械载荷分配转移，另一方面能避免载荷分配支腿对玻璃外管产生损伤。
在上述方案中，所述载荷分配支腿的数量至少为2个，所述载荷分配支腿沿所述支撑筒体的圆周方向均匀布置。
在上述方案中，所述载荷分配部件由不锈钢或可阀材料制成。
在上述方案中，所述金属端盖为环形结构，所述环形结构的外圆和内圆处分别对应设有外翻边和内翻边，所述外翻边和所述内翻边均朝外布置，所述外翻边分别与所述封接件的内壁和所述支撑筒体的端头焊接，所述内翻边与所述波纹管焊接。通过将金属端盖设计成环形结构，并在环形结构的外圆和内圆处分别对应加设外翻边和内翻边，这样不仅便于了各部件之间的封装，也便于了各部件之间的焊接。
在上述方案中，所述金属端盖由不锈钢或可阀材料制成。
在上述方案中，所述管接件由不锈钢或可阀材料制成，所述管接件的一端与所述波纹管焊接，所述管接件的另一端与所述金属内管焊接。
在上述方案中，所述玻璃外管由膨胀系数为3.3x10-6/K的高硼硅玻璃或膨胀系数为3.5x10-6/K～7.0x10-6/K的玻璃制成。
在上述方案中，所述金属内管为无缝钢管。
在上述方案中，所述载荷分配支腿上设有消气剂，加设的消气剂能维持本集热管内的真空度。
本实用新型的优点在于：
1、通过采用延展性好的无氧铜制造封接件，这样，一方面可大大降低封接件薄壁机械加工和封接技术要求，从而提高了成品率，另一方面还减小了封接部位的应力，从而避免了在使用过程中出现封接失效的情况；
2、通过在封接件加设载荷分配部件，这样，一方面解决了用无氧铜制造封接件易发生变形的问题，另一方面还能将玻璃外管上的机械载荷分配转移到金属内管上，从而进一步地提高了本集热管使用的可靠性，提高了使用寿命；
3、通过将载荷分配支腿设计成弧形结构，这样，一方面可更好地将玻璃外管上的机械载荷分配转移，另一方面能避免载荷分配支腿对玻璃外管产生损伤；
4、通过将金属端盖设计成环形结构，并在环形结构的外圆和内圆处分别对应加设外翻边和内翻边，这样不仅便于了各部件之间的封装，也便于了各部件之间的焊接；
5、加设的消气剂能维持本集热管内的真空度。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1中载荷分配部件的结构示意图；
图3为图2的侧视结构示意图。
图中：玻璃外管1，封接件2，金属端盖3，外翻边3a，内翻边3b，波纹管4，管接件5，金属内管6，载荷分配部件7，支撑筒体7a，载荷分配支腿7b，消气剂8。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：
如图1所示的槽式太阳能热发电真空集热管，包括玻璃外管1、封接件2、金属端盖3、波纹管4、管接件5和金属内管6，封接件2的一端插入封装在玻璃外管1的端口内，封接件2的另一端内壁内安装有金属端盖3，金属端盖3与波纹管4的一端相连，波纹管4的另一端与管接件5的外壁相连，管接件5套装在金属内管6上，封接件2由无氧铜制成，封接件2插入封装端的边缘厚度为0.03～0.07mm，封接件2插入封装端的刀口斜度为1°30′～3°30′；封接件2内支撑安装有载荷分配部件7，载荷分配部件7包括用于防止封接件2变形的支撑筒体7a和用于将玻璃外管1上的机械载荷分配转移的载荷分配支腿7b，支撑筒体7a同轴支撑安装在封接件2内，载荷分配支腿7b的一端与支撑筒体7a的内壁相连，载荷分配支腿7b的另一端支撑贴合在玻璃外管1的内壁上。通过采用延展性好的无氧铜制造封接件2，这样，一方面可大大降低封接件薄壁机械加工和封接技术要求，从而提高了成品率，另一方面还减小了封接部位的应力，从而避免了在使用过程中出现封接失效的情况；同时，虽然无氧铜有较好的延展性，但其刚度较差易发生变形，而本集热管通过在封接件2加设载荷分配部件7，这样，一方面解决了用无氧铜制造封接件2易发生变形的问题，另一方面还能将玻璃外管1上的机械载荷分配转移到金属内管6上，从而进一步地提高了本集热管使用的可靠性，提高了使用寿命。
上述载荷分配支腿7b与玻璃外管1内壁相贴合的一端为弧形结构，弧形结构的圆弧凸出部位与玻璃外管1的内壁支撑贴合。通过将载荷分配支腿7b设计成弧形结构，这样，一方面可更好地将玻璃外管1上的机械载荷分配转移，另一方面能避免载荷分配支腿7b对玻璃外管1产生损伤。载荷分配支腿7b的数量至少为2个，载荷分配支腿7b沿支撑筒体7a的圆周方向均匀布置。载荷分配部件7由不锈钢或可阀材料制成。
上述金属端盖3为环形结构，环形结构的外圆和内圆处分别对应设有外翻边3a和内翻边3b，外翻边3a和内翻边3b均朝外布置，外翻边3a分别与封接件2的内壁和支撑筒体7a的端头焊接，内翻边3b与波纹管4焊接。通过将金属端盖3设计成环形结构，并在环形结构的外圆和内圆处分别对应加设外翻边3a和内翻边3b，这样不仅便于了各部件之间的封装，也便于了各部件之间的焊接。金属端盖3由不锈钢或可阀材料制成。
上述管接件5由不锈钢或可阀材料制成，管接件5的一端与波纹管4焊接，管接件5的另一端与金属内管6焊接。玻璃外管1由膨胀系数为3.3x10-6/K的高硼硅玻璃或膨胀系数为3.5x10-6/K～7.0x10-6/K的玻璃制成。金属内管6为无缝钢管，无缝钢管的型号可为SUS304、SUS316、316L等优质钢材。载荷分配支腿7b上设有消气剂8，该消气剂8为蒸散型消气剂，加设的消气剂8能维持本集热管内的真空度。
本集热管的制造过程如下：
a)将封接件2进行清洗处理，去除表面的油污、氧化物等杂质，然后将封接件2进行高温热处理，高温热处理可有效去除应力，同时起到排气的效果。
b)将玻璃外管1进行清洗、烘干，去除玻璃外管1表面污渍。
c)将封接件2进行挂玻珠处理后，在玻璃车床上将已挂好玻珠的封接件2与切割好的玻璃外管1进行封接，封接好后退火处理。
d)将载荷分配部件7、金属端盖3、管接件5进行清洗处理，去除表面的油污、氧化物等杂质后，在真空环境高温除气后备用。
e)将金属内管6抛光、检漏、真空高温除气，然后将金属内管6镀制选择性吸收涂层。
f)将载荷分配部件7与金属端盖3固定连接,然后将消气剂8焊接在载荷分配支腿7b上备用。
g)将波纹管4依次与金属端盖3、管接件5焊接，然后对焊接部分检漏确保气密性及焊接强度。
h)整管装配完毕后，将管接件5一端与金属内管6焊接，将金属端盖3与封接件2焊接，将装配焊接完毕后整管进行真空高温排气、封离。
i)对蒸散型消气剂8进行烤消。
本实用新型通过采用延展性好的无氧铜制造封接件2，这样，一方面可大大降低封接件薄壁机械加工和封接技术要求，从而提高了成品率，另一方面还减小了封接部位的应力，从而避免了在使用过程中出现封接失效的情况；通过在封接件2加设载荷分配部件7，这样，一方面解决了用无氧铜制造封接件2易发生变形的问题，另一方面还能将玻璃外管1上的机械载荷分配转移到金属内管6上，从而进一步地提高了本集热管使用的可靠性，提高了使用寿命；通过将载荷分配支腿7b设计成弧形结构，这样，一方面可更好地将玻璃外管1上的机械载荷分配转移，另一方面能避免载荷分配支腿7b对玻璃外管1产生损伤；通过将金属端盖3设计成环形结构，并在环形结构的外圆和内圆处分别对应加设外翻边3a和内翻边3b，这样不仅便于了各部件之间的封装，也便于了各部件之间的焊接；加设的消气剂8能维持本集热管内的真空度。
Claims (10)
1.一种槽式太阳能热发电真空集热管，包括玻璃外管(1)、封接件(2)、金属端盖(3)、波纹管(4)、管接件(5)和金属内管(6)，所述封接件(2)的一端插入封装在所述玻璃外管(1)的端口内，所述封接件(2)的另一端内壁内安装有所述金属端盖(3)，所述金属端盖(3)与所述波纹管(4)的一端相连，所述波纹管(4)的另一端与所述管接件(5)的外壁相连，所述管接件(5)套装在所述金属内管(6)上，其特征在于：所述封接件(2)由无氧铜制成，所述封接件(2)插入封装端的边缘厚度为0.03～0.07mm，所述封接件(2)插入封装端的刀口斜度为1°30′～3°30′；所述封接件(2)内支撑安装有载荷分配部件(7)，所述载荷分配部件(7)包括用于防止封接件(2)变形的支撑筒体(7a)和用于将所述玻璃外管(1)上的机械载荷分配转移的载荷分配支腿(7b)，所述支撑筒体(7a)同轴支撑安装在所述封接件(2)内，所述载荷分配支腿(7b)的一端与所述支撑筒体(7a)的内壁相连，所述载荷分配支腿(7b)的另一端支撑贴合在所述玻璃外管(1)的内壁上。
2.根据权利要求1所述的槽式太阳能热发电真空集热管，其特征在于：所述载荷分配支腿(7b)与所述玻璃外管(1)内壁相贴合的一端为弧形结构，所述弧形结构的圆弧凸出部位与所述玻璃外管(1)的内壁支撑贴合。
3.根据权利要求1所述的槽式太阳能热发电真空集热管，其特征在于：所述载荷分配支腿(7b)的数量至少为2个，所述载荷分配支腿(7b)沿所述支撑筒体(7a)的圆周方向均匀布置。
4.根据权利要求1所述的槽式太阳能热发电真空集热管，其特征在于：所述载荷分配部件(7)由不锈钢或可阀材料制成。
5.根据权利要求1所述的槽式太阳能热发电真空集热管，其特征在于：所述金属端盖(3)为环形结构，所述环形结构的外圆和内圆处分别对应设有外翻边(3a)和内翻边(3b)，所述外翻边(3a)和所述内翻边(3b)均朝外布置，所述外翻边(3a)分别与所述封接件(2)的内壁和所述支撑筒体(7a)的端头焊接，所述内翻边(3b)与所述波纹管(4)焊接。
6.根据权利要求1所述的槽式太阳能热发电真空集热管，其特征在于：所述金属端盖(3)由不锈钢或可阀材料制成。
7.根据权利要求1所述的槽式太阳能热发电真空集热管，其特征在于：所述管接件(5)由不锈钢或可阀材料制成，所述管接件(5)的一端与所述波纹管(4)焊接，所述管接件(5)的另一端与所述金属内管(6)焊接。
8.根据权利要求1所述的槽式太阳能热发电真空集热管，其特征在于：所述玻璃外管(1)由膨胀系数为3.3x10-6/K的高硼硅玻璃或膨胀系数为3.5x10-6/K～7.0x10-6/K的玻璃制成。
9.根据权利要求1所述的槽式太阳能热发电真空集热管，其特征在于：所述金属内管(6)为无缝钢管。
10.根据权利要求1所述的槽式太阳能热发电真空集热管，其特征在于：所述载荷分配支腿(7b)上设有消气剂(8)。
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