[發明專利]設置復合消氣裝置的線聚焦太陽能強化集熱管

有效

• 申請號: 201110371995.9
• 申請日: 2011-11-22
• 公開（公告）號: CN102393093A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 張建城
• 申請（專利權）人: 張建城
• 主分類號: F24J2/46
• 分類號: F24J2/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種設置復合消氣裝置的線聚焦太陽能強化集熱管，其結構充分兼顧了耐高溫、氣密性、高效率和低成本的要求，在裝置構造上采用多種消氣劑和安裝結構，以適應中高溫以及采用熔鹽和DSG傳熱模式下的太陽能熱發電技術要求。該集熱管適用于高溫太陽能熱發電，屬太陽能熱利用技術領域。

背景技術

目前，國內外在槽式太陽能熱發電集熱管上使用的消氣劑及其結構主要根據使用目的有所差別，Solel公司使用的應該是非蒸散性的消氣劑，采用平面板狀設計結構以增大吸氣量，安裝消氣劑的金屬板緊貼金屬管外壁固定，消氣劑的作用如其在中國授權專利03825785.8所述的“吸氫劑”。德國SCHOTT公司的中國公開專利200610080312.3中顯示使用的也應該是“非蒸散型消氣劑(non-evaporable?getter?NEG)”，做成圓形帶環安裝在卸載波紋管與端蓋之間，同時還專門設置了采用鈀金屬的“氫窗口”。但該公司在實際生產中卻選擇的是蒸散型消氣劑，其結構類似于全玻璃太陽能集熱管中使用的環狀結構，通過一個卡子將消氣環直接固定在金屬管上。由于各企業采用的封接材料和封接工藝上的區別，致使集熱管的氣密性和使用壽命有很大差別。除此之外，由于影響集熱管氣密性的因素還有很多，諸如金屬材料的除氣狀況、膜層中的氣體含量、高溫條件下的氣體釋放以及目前最為突出的，則是傳熱工質導熱油在高溫條件下裂解并通過金屬管溢氫問題，這些問題如得不到解決都將直接影響集熱管使用壽命。為此，SCHOTT公司在200610162523.1專利中增加了含有氣體氪或氙的容器，通過高頻加熱方式釋放稀有氣體，以期達到和氫氣混合降低熱傳導率。但從實際使用情況看，上述兩個企業都還沒有很好地解決慢漏氣和氫滲透問題。總之，合理使用消氣劑是保證集熱管使用壽命的關鍵技術環節。

中國專利01224848.7最先在玻璃金屬太陽能集熱管上使用了非蒸散型消氣劑，發明人在得到唯一授權后對此進行了再開發，在專利200610076672.6和200710090246.2中除延續使用非蒸散消氣劑(NEG)外，也同時使用了蒸散型消氣劑(EG)。但從實例制作中發現，采用的鋇鋁鎳蒸散型消氣劑雖然有較好的吸附微量氣體的作用，但其最高使用溫度限于350度，因此在高溫環境中嚴重影響消氣劑的壽命和吸氣效果，而非蒸散消氣劑(NEG)對氫氣還存在可逆現象，如果安裝不當或遇到聚光焦斑烘烤不僅不能保持氣密性，很可能加劇氫氣釋放。為進一步提高穩定性和可靠性，不斷縮小與國外同類產品的差距，應該在上述專利基礎上對線聚焦太陽能強化集熱管的消氣劑裝置進行優化。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是采用多種消氣劑和結構組合提高線聚焦太陽能強化集熱管的穩定性和可靠性。

本發明所稱問題是由以下技術方案解決的：

設置復合消氣裝置的線聚焦太陽能強化集熱管由玻璃外管、玻璃截管、金屬內管、金屬端蓋、鐵鎳可伐件、卸載波紋管、管接件、復合消氣裝置、排氣管、擾流片、玻璃封接料組成，其特征在于：由鐵鎳可發件、金屬端蓋、卸載波紋管、管接件組成的卸載裝置設置在集熱管兩端；卸載裝置可以是外卸載或內卸載兩種卸載模式；鐵鎳可伐件與玻璃外管或玻璃截管一端直接熱熔封接；鐵鎳可伐件與玻璃外管或玻璃截管一端的玻璃內法蘭或外法蘭實施鉛熱壓封接；或鐵鎳可伐件上設置一凹形槽，玻璃截管插入凹形槽內通過玻璃封接料間接熱熔封接；管接件和金屬內管氬弧焊接，金屬內管外表面真空濺射耐高溫選擇性熱吸收涂層；復合消氣裝置焊接固定在金屬內管、或卸載裝置、或金屬端蓋上，位置選擇在排氣管一側。

所述玻璃外管選擇線膨脹系數為33×10^-7/℃的高硼硅玻璃管；高硼硅玻璃也稱派萊克斯玻璃，在我國太陽能熱水器行業應用已經非常廣泛，成本也很低，雖然線膨脹系數為33×10^-7/℃，很難和國內的可伐合金材料匹配，但其物理性能很適合太陽能熱發電，特別適合鉛熱壓封接技術；或選擇線膨脹系數為(40-65)×10^-7/℃的中性5.0硼硅玻璃。

所述玻璃截管是根據使用要求切割玻璃外管而形成的玻璃短管，切割的目的是為了更好地實施玻璃和鐵鎳可伐件封接；采用熱熔直接封接工藝時應注重退火去應力；采用鉛熱壓封接時在玻璃外管或玻璃截管一端制作外法蘭或內法蘭，法蘭端面平整。