[實用新型]一種太陽能中、高溫集熱與換熱裝置

無效

• 申請號: 201020550726.X
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN201828046U
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 吳艷頻;吳昊
• 申請（專利權）人: 吳艷頻;吳昊
• 主分類號: F24J2/30
• 分類號: F24J2/30;F24J2/05;F24J2/46;F24J2/51
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 張文

技術領域

本實用新型涉及太陽能利用設備，尤其是涉及一種用于太陽能海水淡化、太陽能空調器、太陽能工業用熱、太陽能熱能發電中的太陽能中高溫集熱與換熱裝置。

背景技術

在槽式太陽能熱發電系統中，作為關鍵技術之一的真空集熱管(直通式金屬——玻璃真空集熱管)，是在一根玻璃管內封裝一根表面涂有選擇性涂層的金屬管(吸收管)，玻璃管與金屬管是通過精密合金過渡采用熔封技術聯接而成的真空管集熱器，玻璃管與金屬管之間的空間抽成真空，以保護金屬管表面的選擇性吸收涂層，同時降低集熱損耗。用拋物柱面槽式反射鏡將陽光聚焦到真空集熱管上，可使聚光比在30——100之間，可以產生10.4MPa/370℃的過熱蒸汽，帶動汽輪機發電。但是，直通式金屬——玻璃真空集熱管在技術上存在著一定的局限，這種局限在于：金屬與玻璃之間是采取熔封而成的，其質量的好壞主要取決于對金屬的真空衛生和金屬的氧化處理，尤其是氧化處理，如果金屬表面的氧化層過薄，則封接強度達不到要求，容易脫封；如果金屬表面的氧化層過厚，雖然封接強度上達到了要求，但氣密性又可能較差，容易產生漏氣現象。這就導致了現行技術生產的直通式金屬——玻璃真空集熱管不能夠長久運行的弊端。

另外，在未來的槽式太陽能熱發電系統中，集熱裝置如果采用直接蒸汽發生系統(Direct?Solar?Generation)，可以提高效率減小熱量損失，如果簡單地應用現行技術生產的直通式金屬——玻璃真空集熱管，這就要求表面涂有選擇性涂層的金屬管(吸收管)的厚度要加大到足以承受12MPa以上的壓力，其制造難度更大。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種太陽能中、高溫集熱與換熱裝置，它集真空集熱技術和換熱技術于一體，采取分級換熱方式，具有熱交換快、工作范圍寬等顯著優點。本實用新型由于換熱系統可以承受較高壓力，當采用聚光鏡圍繞真空集熱管旋轉的極軸式聚光跟蹤方式時，可以固定輸送熱量的管路，為直接蒸汽發生系統提供了一種新的運行模式。

本實用新型的目的是這樣實現的：

一種太陽能中高溫集熱與換熱裝置，包括由外玻璃管、吸熱玻璃管、隔離玻璃管內玻璃管和玻璃擴容法蘭組成的全玻璃雙通道真空管集熱器，外玻璃管、吸熱玻璃管和隔離玻璃管的頂部呈同軸排列經高溫熔封在玻璃擴容法蘭上，在吸熱玻璃管的內底部和隔離玻璃管的底部之間設有起支撐定位作用的內不銹鋼支架，在外玻璃管的內底部和吸熱玻璃管的外底部之間設有起支撐定位作用的外不銹鋼支架，在外玻璃管的底部設有真空排氣孔，外玻璃管、吸熱玻璃管與玻璃法蘭之間的腔體通過真空排氣孔進行抽真空處理形成封閉的真空腔體；在吸熱玻璃管的外表面鍍有應用于高溫的選擇性太陽能吸收涂層，吸熱管玻璃和隔離玻璃管之間的夾層構成循環介質的受熱及流出通道，隔離玻璃管和中間的內玻璃管的底部固定在一起，隔離玻璃管和內玻璃管之間的夾層構成隔熱層；內玻璃管中間的通道作為循環介質的流入通道，隔熱層將受熱及流出通道和流入通道隔離；在玻璃擴容法蘭的外圈設有與受熱及流出通道相通的流出管嘴，在玻璃擴容法蘭的中間設有與流入通道相通的流入管嘴，特征是：還包括換熱器和金屬聯接器，換熱器由外殼、內膽、導入管、導出管、換熱盤管、循環介質和受熱介質組成，內膽懸空放置于外殼中，且外殼與內膽之間為絕熱層，玻璃法蘭上的流入管嘴通過金屬聯接器與導出管的下端連接，導出管的上端向上穿過外殼后固定在內膽的底部并與內膽的空腔相通，玻璃法蘭上的流出管嘴通過金屬聯接器與導入管的下端連接，導入管的上端向上穿過外殼和內膽并伸入到內膽的空腔的中部，換熱盤管置于內膽的空腔的中下部并將導入管套在中間，在換熱盤管中存儲有受熱介質，換熱盤管的進口水平向外穿出內膽和外殼設在外殼的外側壁下部，換熱盤管的出口向上穿出內膽和外殼后向外穿出內膽和外殼后設在外殼頂端外壁的一側，在外殼頂端外壁的另一側設有與內膽的空腔上端相通的通氣孔；金屬聯接器為快卸法蘭；全玻璃雙通道真空管集熱器通過導入管和導出管與換熱器一起構成循環介質回路，換熱盤管及其中的受熱介質與外界的管道構成受熱介質回路。

在內膽的底部中間加工有內凹且狹窄的倒“U”形槽，導入管的上端放置于倒“U”形槽的槽中并從倒“U”形槽的頂端穿出、伸入到內膽的空腔的中部，換熱盤管套在倒“U”形槽和導入管上。

內膽的空腔中的循環介質的裝載量為內膽的空腔容量的2/3或3/4，換熱盤管的高度不超過內膽的空腔高度的2/3，換熱盤管完全浸沒在循環介質中。

流出管嘴、流入管嘴、導入管和導出管的接口均為KF接口，KF接口之間的密封墊圈為耐高溫型墊圈，金屬聯接器為KF系列夾緊型快卸法蘭。