CN207702749U - 一种中高温太阳能集热管 - Google Patents
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Abstract
一种中高温太阳能集热管，包括内管，所述内管包括外层套管和内层套管，外层套管套设在内层套管上，内层套管与外层套管紧密配合，内层套管上密集的设有规律排布的孔洞。该中高温太阳能集热管，其内管采用双层套筒式结构，内层套管采用密集开孔设计，减小水气二流体介质在传输过程中产生的振动；由于使用了内外双层的内管结构，因此增加了集热管的强度，提高了集热管的可靠性；由于内层管道采用密集开孔设计，因为内部介质传输过程中增大了接触面积，使热量更充分的交换，进而提高效率；密集开孔设置会产生涡流，流体是通过涡流来传递动量,同时伴随着能量的耗散，涡流集中的地方能量消耗大,这样进一步提高了流体的热交换效率，使换热更加充分。
Description
技术领域
本实用新型涉及中高温太阳能发电领域，尤其涉及一种中高温太阳能集热管。
背景技术
随着经济的发展，社会的进步，环境污染问题愈发严重，清洁能源的使用已经成为大家的共识。聚光太阳能发电（CSP，Concentrating Solar Power）作为零污染的清洁能源有着无可比拟的优势。槽式中高温太阳能发电技术是目前商业化使用时间最长、技术最成熟的太阳能光热发电产业，其中的核心器件——太阳能集热管性能优劣是决定发电站收益大小的主要因素。
槽式中高温太阳能发电技术核心是使用抛物面反射镜将接收到的太阳管汇聚至焦点位置的集热管上，使集热管的温度达到400℃以上，进而加热集热管内部的介质，高温介质通过热交换将热量传递给水，水受热形成蒸汽推动汽轮机组发电。
目前集热管内部常用的传输介质有导热油、水、熔融盐三种方式，其中水作为介质可以省去后续的热交换过程，直接生成蒸汽推动汽轮机组发电，因此具有较高的转换效率。但是，水介质在集热管内部的流动与传热过程中，由于被加热沸腾后，内部的介质形成水/水蒸气共存的二流体，流动过程中使集热管本身不可避免的产生振动现象，造成1)集热管与安装支架之间的牢固性受到威胁；2）对于真空集热管本身内管振动过大可能导致玻璃管与金属管接触，造成集热管的破损。另外，水的流阻较小，流速较快，因此在管道内部的传输过程中热量不能充分交换，导致效率降低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种结构简单、提高效率、减少集热管振动的中高温太阳能集热管。
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种中高温太阳能集热管，包括内管，所述内管包括外层套管和内层套管，外层套管套设在内层套管上，内层套管与外层套管紧密配合，内层套管上密集的设有规律排布的孔洞。
为了进一步减小水气二流体介质在传输过程中产生的振动，所述外层套管内侧壁上设有曲面流道。
为了防止水气二流体对外层套管的腐蚀，所述外层套管内侧设有防腐层。
为了提高集热管的效率，所述外层套管外侧上由内向外依次设有红外反射层、选择吸收层、内减反层和外减反层。
优选的，所述选择吸收层为包含有镍钼铬铝金属团簇的复合金属陶瓷层。
优选的，所述内减反层为包含有铝氮、三氧化二铝和铝氮氧团簇的薄膜层。
优选的，所述外减反层为氧化铝涂层。
优选的，所述外减反层为氧化铬涂层。
优选的，所述外减反层为二氧化锡涂层。
为了防止水气二流体对内层套管的腐蚀，所述内层套管上设有防腐层。
本实用新型的有益效果为：该中高温太阳能集热管，其内管采用双层套筒式结构，内层套管采用密集开孔设计，减小水气二流体介质在传输过程中产生的振动；由于使用了内外双层的内管结构，因此增加了集热管的强度，提高了集热管的可靠性；由于内层管道采用密集开孔设计，因为内部介质传输过程中增大了接触面积，使热量更充分的交换，进而提高效率；在流体力学中，按伯努利方程的描述，当液体或气体通过管路时，管路上如果有小孔的话，会把小孔外的其他流体（气体或者液体）带入到管路中，处于运动中的流体，只要在沿与速度垂直的剖面上存在因流体流动而产生的压差就可以产生漩涡，也叫做涡流，涡流一般集中在壁面，流体是通过涡流来传递动量，同时伴随着能量的耗散，涡流集中的地方能量消耗大，也就是能量损失大，这样进一步提高了流体的热交换效率，使换热更加充分。
附图说明
附图1为本实用新型的中高温太阳能集热管的内管的结构示意图；
附图2为本实用新型的中高温太阳能集热管的外层套管的结构示意图；
附图3为本实用新型的中高温太阳能集热管的内层套管的结构示意图
标号说明：1-外层套管；2-内层套管；3-孔洞；
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
参照附图1-附图3，本实用新型提供一种中高温太阳能集热管，包括内管，所述内管包括外层套管1和内层套管2，外层套管1套设在内层套管2上，内层套管2与外层套管1紧密配合，内层套管2上密集的设有规律排布的孔洞3。
本实施例中，所述外层套管1的材质为金属。
本实施例中，所述内层套管2的材质为金属。
本实施例中，所述外层套管1的管径、壁厚、长度依据实际应用情况而定。
本实施例中，所述内层套管2上的孔洞3的外形、孔径、密度依据实际情况而定。
本实施例中，为了进一步减小水气二流体介质在传输过程中产生的振动，所述外层套管1内侧壁上设有曲面流道。
本实施例中，所述外层套管1内侧设有防腐层，所述防腐层能够防止水和水蒸气对外层套管1的腐蚀，从而增加集热管的使用寿命。
本实施例中，所述外层套管1外侧上由内向外依次设有红外反射层、选择吸收层、内减反层和外减反层。
本实施例中，所述选择吸收层为包含有镍钼铬铝金属团簇的复合金属陶瓷层，该选择吸收层的原材料价格低廉，对太阳能的吸收效果好，有优异的耐高温性能。
本实施例中，所述内减反层为包含有铝氮、三氧化二铝和铝氮氧团簇的薄膜层。
本实施例中，所述外减反层为氧化铝涂层、氧化铬涂层和二氧化锡涂层中的一种或几种组合。
本实施例中，所述内层套管2内侧设有防腐层，所述防腐层能够防止水和水蒸气对内层套管2的腐蚀，从而增加集热管的使用寿命。
本实施例中，所述内层套管2外侧设有防腐层，所述防腐层能够防止水和水蒸气对内层套管2的腐蚀，从而增加集热管的使用寿命。
本实施例中，所述孔洞3的周缘上设有防腐层，所述防腐层能够防止水和水蒸气对内层套管2的腐蚀，从而增加集热管的使用寿命。
该中高温太阳能集热管，其内管采用双层套筒式结构，内层套管2采用密集开孔设计，减小水气二流体介质在传输过程中产生的振动；由于使用了内外双层的内管结构，因此增加了集热管的强度，提高了集热管的可靠性；由于内层管道采用密集开孔设计，因为内部介质传输过程中增大了接触面积，使热量更充分的交换，进而提高效率；在流体力学中，按伯努利方程的描述，当液体或气体通过管路时，管路上如果有小孔的话，会把小孔外的其他流体（气体或者液体）带入到管路中，处于运动中的流体，只要在沿与速度垂直的剖面上存在因流体流动而产生的压差就可以产生漩涡，也叫做涡流，涡流一般集中在壁面,流体是通过涡流来传递动量,同时伴随着能量的耗散，涡流集中的地方能量消耗大，也就是能量损失大，这样进一步提高了流体的热交换效率，使换热更加充分。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种中高温太阳能集热管，包括内管，其特征在于，所述内管包括外层套管和内层套管，外层套管套设在内层套管上，内层套管与外层套管紧密配合，内层套管上密集的设有规律排布的孔洞，所述外层套管内侧壁上设有曲面流道。
2.根据权利要求1所述的中高温太阳能集热管，其特征在于，所述外层套管内侧设有防腐层。
3.根据权利要求1所述的中高温太阳能集热管，其特征在于，所述外层套管外侧上由内向外依次设有红外反射层、选择吸收层、内减反层和外减反层。
4.根据权利要求3所述的中高温太阳能集热管，其特征在于，所述选择吸收层为包含有镍钼铬铝金属团簇的复合金属陶瓷层。
5.根据权利要求3所述的中高温太阳能集热管，其特征在于，所述内减反层为包含有铝氮、三氧化二铝和铝氮氧团簇的薄膜层。
6.根据权利要求3所述的中高温太阳能集热管，其特征在于，所述外减反层为氧化铝涂层。
7.根据权利要求3所述的中高温太阳能集热管，其特征在于，所述外减反层为氧化铬涂层。
8.根据权利要求3所述的中高温太阳能集热管，其特征在于，所述外减反层为二氧化锡涂层。
9.根据权利要求1所述的中高温太阳能集热管，其特征在于，所述内层套管上设有防腐层。
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| CN201720313981.4U CN207702749U (zh) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | 一种中高温太阳能集热管 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN109280884A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-01-29 | 岭南师范学院 | 一种TiCN基耐高温太阳能选择性吸收涂层 |
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2017
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