[發(fā)明專利]高溫抗氫滲透太陽能集熱管內管表面的鍍層結構無效

申請?zhí)枺?/td>	201310528360.4	申請日：	2013-10-31
公開（公告）號：	CN103557612A	公開（公告）日：	2014-02-05
發(fā)明（設計）人：	俞科;郭廷偉	申請（專利權）人：	常州龍騰太陽能熱電設備有限公司
主分類號：	F24J2/46	分類號：	F24J2/46;F24J2/48;B32B33/00
代理公司：	南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200	代理人：	張素卿
地址：	213163 江蘇省常***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	高溫滲透太陽能熱管表面鍍層結構
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【說明書】：

技術領域

本發(fā)明涉及一種高溫抗氫滲透太陽能集熱管內管表面的鍍層結構，屬于太陽能熱利用裝備技術，具體涉及一種主要適用于槽式太陽能熱發(fā)電抗氫滲透的集熱管內管制備技術。

背景技術

不銹鋼管尤其是奧氏體不銹鋼管，由于其具有極好的抗氧化性能，而被作為太陽能集熱管內管的首選材料。

而存在于所述不銹鋼管內富含氫（含原子和分子）的集熱介質（例如導熱油）中的氫，在常溫及高溫條件下的擴散滲透是非常顯著的，特別是太陽能熱發(fā)電的集熱管更為明顯。

眾所周知，太陽能集熱管的不銹鋼內管與玻璃管外罩之間的夾層內，除了真空度達到3×10^-2~5×10^-3Pa以上外，還加了一定質量的吸氣劑，來確保在其長期的高溫（≥400℃）運行中，保持良好的足夠的真空度，以有效提高集熱管的集熱效率。

實踐試驗表明，要使所述夾層間的真空度保持25~30年，并非是件易事。尤其是存在于集熱介質中的氫原子和氫分子的不間斷的擴散滲透，且遷延至所述夾層內，這就造成了所述夾層內真空度的不間斷下降。以致嚴重影響了所述集熱管的集熱效率。

然而，無奈地更換集熱管所造成的更新改造資金的消耗是很可觀的，而且對于太陽能熱發(fā)電裝備來說，這種更換改造集熱管的工程不但浩大而且也煩難。

矛盾總是對立統(tǒng)一的。要想長期保持所述夾層的真空度在理想的范圍內，其方式之一是阻擋存在于導熱介質中的氫原子或氫分子的滲透擴散。然而這種方式，至今未有報道。

發(fā)明內容

本發(fā)明旨在提供一種高溫抗氫滲透太陽能集熱管內管表面的鍍層結構，解決已有技術所存在的問題，以謀求長期保持所述太陽能集熱管真空夾層內的真空度，為提高太陽能熱發(fā)電的熱效率提供有效的技術支持。

本發(fā)明實現(xiàn)其目的的技術構想，是在不銹鋼（奧氏體）內管表面，與已有的高溫太陽能選擇性吸收膜系之間，加上一層氫滲透阻擋層，令存在于導熱介質（導熱油）中的氫原子或氫分子，約束在所述不銹鋼內管內，使之不會滲透擴散到所述真空夾層中，從而實現(xiàn)本發(fā)明的目的。

本發(fā)明實現(xiàn)其目的的技術方案是：

一種高溫抗氫滲透太陽能集熱管內管表面的鍍層結構，包括不銹鋼管和高溫太陽能選擇性吸收膜系，而其還包括氫滲透阻擋層，且所述氫滲透阻擋層處在不銹鋼管的表面，而高溫太陽能選擇性吸收膜系處在氫滲透阻擋層的表面。

由以上所給出的本發(fā)明主旨技術方案可以明了，由于氫阻擋層的存在，阻擋了導熱介質中氫的擴散滲透，這樣就保證了所述集熱管真空夾層的真空度（除了漏氣），實現(xiàn)了本發(fā)明的目的。

而所述氫阻擋層要滿足耐高溫和阻擋氫遷延能力強的技術要求。通過長期反復的實驗研究，本發(fā)明還主張，所述氫滲透阻擋層是碳化硅氫滲透阻擋層，或者是碳化鈦氫滲透阻擋層，或者是鈦化鋁氫滲透阻擋層；其厚度在1.0~2.0μm范圍內。其中本發(fā)明優(yōu)選的是碳化硅氫滲透阻擋層。

而所述高溫太陽能選擇性吸收膜系，實用工藝要求其在較高溫度（≥400℃）的工作條件下，具有良好的穩(wěn)定性，吸收率高和發(fā)射率低等技術性能，同時具有較高的性價比，據(jù)此，本發(fā)明通過反復對比試驗后主張，所述高溫太陽能選擇性吸收膜系由內至外依次是擴散阻擋層，紅外反射層，選擇性吸收層，減反射層。但并不局限于此。

而所述的擴散阻擋層，是AI₂O₃層，或者是SiO₂層，或者是AIN層；所述紅外反射層是AI層，或者是Mo層，或者是Ag層,或者是Au層；所述選擇性吸收層，是SS-AIN層，或者是Ti-AI₂O₃層，或者是Mo-AI₂O₃層，或者是W-?AI₂O₃層；所述減反射層是AI₂O₃層，或者是SiO₂層?；蛘呤荢i₃N₄層，但并不局限于此。而其中SS為不銹鋼。