[發明專利]太陽能中高溫環路熱管蒸汽發生器

有效

• 申請號: 201410535919.0
• 申請日: 2014-10-11
• 公開（公告）號: CN104279770A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 朱躍釗;王銀峰;陳海軍;范紅途;錢裕;朱震;楊麗
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: F24J2/24
• 分類號: F24J2/24;F24J2/05;F24J2/32;F24J2/46;F22B1/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;袁正英

1.一種太陽能中高溫環路熱管蒸汽發生器：由環路熱管(1)、直通式全玻璃真空管(2)、汽包(3)和密封環(4)構成；所述的環路熱管(1)為由蒸發段(5)、冷凝段(6)、第一絕熱段(7(A))和第二絕熱段(7(B))構成的封閉環路；蒸發段(5)管外表面鍍有選擇性吸收涂層(8)，管內壁面填充金屬吸液芯(9)，管內裝有傳熱工質(10)；冷凝段(6)管外纏繞金屬翅片(11)；第一絕熱段(7(A))為蒸汽上升管，第二絕熱段(7(B))由冷凝液下降管(12)和U型儲液管(13)構成；第一絕熱段(7(A))一端與蒸發段(5)一側上部封接，另一端與冷凝段(6)一端封接，冷凝段(6)另一端與冷凝液下降管(12)一端封接，冷凝液下降管(12)另一端與U型儲液管(13)一端封接，U型儲液管(13)另一端與蒸發段(5)另一側底部封接；冷凝液下降管(12)頂部靠近冷凝段(6)位置接有排氣閥(14)；所述的直通式全玻璃真空管(2)由玻璃外管(15)、玻璃內管(16)、波形膨脹節(17)和過渡聯接環(18)構成；玻璃外管(15)與玻璃內管(16)之間為真空空間(19)；直通式全玻璃真空管(2)兩端均通過過渡聯接環(18)與波形膨脹節(17)封接；直通式全玻璃真空管(2)與環路熱管(1)的蒸發段(5)同軸放置，形成的環形非真空空間(20)兩端采用密封環(4)密封；汽包(3)與環路熱管(1)的冷凝段(6)進行封接；汽包(3)一側底部設有熱水進口(21)，另一側頂部設有蒸汽出口(22)。

2.根據權利1所述的太陽能中高溫環路熱管蒸汽發生器，其特征在于所述的環路熱管(1)的材質為不銹鋼或碳鋼；所述的蒸發段(5)直徑為40～100mm，長度為1000～4060mm；所述的冷凝段(6)直徑為20～40mm，長度為600～3000mm；所述的第一絕熱段(7(A))與第二絕熱段(7(B))直徑為20～40mm，蒸發段(5)與冷凝段(6)中心線高度為200～800mm；冷凝液下降管(12)分為水平段、傾斜段和豎直段，水平段長度為50～100mm，傾斜段與水平段夾角β為0～30°；U型儲液管(13)中心線寬度為50～200mm。

3.根據權利1所述的所述的太陽能中高溫環路熱管蒸汽發生器，其特征在于所述的蒸發段(5)管外表面的選擇性吸收涂層(8)為Pt-Al₂O₃、Ag-Cr₂O₃、Ni-SiO₂或TiAl/TiAlN/TiAlON/TiAlO材料，涂層在非真空條件下吸收率為86％～96％，發射率為4％～14％。

4.根據權利1所述的所述的太陽能中高溫環路熱管蒸汽發生器，其特征在于所述的蒸發段(5)管內壁面填充的金屬吸液芯(9)為金屬絲網、金屬纖維氈或溝槽吸液芯中的至少一種；優選所述的金屬絲網規格為50～80目，填充3～8層。

5.根據權利1所述的所述的太陽能中高溫環路熱管蒸汽發生器，其特征在于所述的蒸發段(5)為水平放置；管內的相變傳熱工質(10)為水、導熱姆、聯苯或鉀，傳熱工質體積與蒸發段容積比為15％～95％。

6.根據權利1所述的所述的太陽能中高溫環路熱管蒸汽發生器，其特征在于所述的冷凝段(6)為直管，傾斜0～10°放置；或者為彎管，其夾角α為170～180°；所述的金屬翅片(11)材料為不銹鋼或碳鋼。

7.根據權利1所述的所述的太陽能中高溫環路熱管蒸汽發生器，其特征在于所述的直通式全玻璃真空管(2)的玻璃外管(15)與玻璃內管(16)材質均為高硼硅玻璃；所述的玻璃內管(16)的直徑為60～120mm，玻璃外管(15)的直徑比玻璃內管(16)大10～20mm。

8.根據權利1所述的所述的太陽能中高溫環路熱管蒸汽發生器，其特征在于所述的直通式全玻璃真空管(2)的波形膨脹節(17)材質為不銹鋼或銅；波形為U型或Ω型，波數為1～5。

9.根據權利1所述的所述的太陽能中高溫環路熱管蒸汽發生器，所述的直通式全玻璃真空管(2)的過渡聯接環(18)材質為可伐合金；所述的直通式全玻璃真空管(2)與蒸發段(5)之間的環形非真空空間(20)為空氣；所述的密封環(4)材質為石墨。

10.根據權利1所述的所述的太陽能中高溫環路熱管蒸汽發生器，其特征在于所述的直通式全玻璃真空管(2)的真空空間(19)的真空度為5×10^-5～0.05Pa。