[發明專利]一種新型中高溫太陽能集熱管及其制備方法

在審

• 申請號: 201710195172.2
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN106931665A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 安德吉;曹明剛;楊興;張磊;王靜;閆超一;范兵
• 申請（專利權）人: 滄州天瑞星光熱技術有限公司
• 主分類號: F24J2/48
• 分類號: F24J2/48;F24J2/46;C23C14/26;C23C14/16;C23C14/04;C23C14/58
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技術領域

本發明涉及中高溫太陽能光熱發電領域，尤其涉及一種新型中高溫太陽能集熱管及其制備方法。

背景技術

隨著經濟的發展，社會的進步，環境污染問題愈發嚴重，清潔能源的使用已經成為大家的共識。聚光太陽能發電（CSP，Concentrating Solar Power）作為零污染的清潔能源有著無可比擬的優勢。中高溫太陽能光熱發電技術是目前商業化使用時間最長、技術最成熟的太陽能光熱發電產業，其中的核心器件——太陽集熱管性能優劣是決定發電站收益大小的主要因素,它將太陽能輻射轉化為熱能的效果越好,整個發電站的效率越高.

目前光熱電站大部分是用導熱油做導熱介質，導熱油長期在高溫高壓下工作，將發生裂解反應。裂解發展的一個方向是縮臺和聚臺，其特點是隨反應時間的延長，不斷釋放出氫，導熱油的氫含量逐漸下降，碳氫比，分子量和重試逐漸增大，最后導熱油轉變為高分子焦炭；裂解發展的另一個方向是斷鏈，脫氫，歧化反應，產生碳原子數較少的物質，將導致導熱油的閃點，自燃點和燃點的下降。由于氫是原子的直徑比金屬原子小很多，因此氫原子在金屬結構材料中具有很好的滲透擴散性能，所以氫可穿透金屬管壁厚進入到集熱管的環形夾層真空中，從而影響環形夾層的真空度，使集熱管的熱損失加大，降低整個發電站的效率，同時當氫進入金屬中以后，會導致次奧利奧性能劣化，產生氫損傷，從而降低集熱管的使用壽命，因此研制帶阻氫膜層的太陽能集熱管成為迫切需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能防止因為氫滲透造成真空失效、熱損失增大、效率下降等問題發生的新型中高溫太陽能集熱管。

本發明的另一目的在于提供上述新型中高溫太陽能集熱管的制備方法。

本發明的上述目的是通過以下技術方案來實現的：

一種新型中高溫太陽能集熱管，包括金屬管，所述金屬管材質為奧氏體不銹鋼，金屬管內壁設有三氧化二鋁膜層。

為了能達到良好的阻氫效果，所述三氧化二鋁膜層厚度為200~400nm。

優選的，所述三氧化二鋁膜層厚度為300nm。

為了能夠更好的在金屬內部上鍍膜，本發明提供一種鍍膜設備，包括小型高頻加熱線圈、細長桿、陶瓷塊、蒸發舟和傳動裝置，所述小型高頻加熱線圈與細長桿一端相連接，小型高頻加熱線圈底部設有陶瓷塊，小型高頻加熱線圈上部設有蒸發舟，細長桿與傳動裝置向連接。

新型中高溫太陽能集熱管的制備方法，制備步驟如下：

（1）組裝所述的鍍膜設備，將純鋁塊放在蒸發舟內，將所述鍍膜裝置防雨不銹鋼管內部一端；

（2）然后，開始抽真空，當真空度到達8.0E-3后，所述小型高頻加熱線圈開始加熱，使蒸發舟內部的純鋁蒸發附著在金屬管內壁上；

（3）在小型高頻加熱線圈加熱的同時，傳動裝置啟動，傳動裝置拉動細長桿使得蒸發舟勻速通過整個管，從而實現金屬管內壁鍍膜，通過控制加熱的功率及傳動裝置的運動速度來達到控制膜層的厚度；

（4）將鍍膜后的金屬管在大氣中加熱到400~600℃，保溫0.5~2h，得到三氧化二鋁膜層。

優選的，新型中高溫太陽能集熱管的制備方法，制備步驟如下：

（1）組裝所述的鍍膜設備，將純鋁塊放在蒸發舟內，將所述鍍膜裝置防雨不銹鋼管內部一端；

（2）然后，開始抽真空，當真空度到達8.0E-3后，所述小型高頻加熱線圈開始加熱，使蒸發舟內部的純鋁蒸發附著在金屬管內壁上；

（3）在小型高頻加熱線圈加熱的同時，傳動裝置啟動，傳動裝置拉動細長桿使得蒸發舟勻速通過整個管，從而實現金屬管內壁鍍膜，通過控制加熱的功率及傳動裝置的運動速度來達到控制膜層的厚度；

（4）將鍍膜后的金屬管在大氣中加熱到500℃，保溫1h，得到三氧化二鋁膜層。

本發明的有益效果：該新型中高溫太陽能集熱管與傳統的中高溫太陽能集熱管相比，其具有良好的阻氫效果，徹底解決了請滲透造成的真空失效、熱損失增大、效率下降的問題，同時金屬管受到的氫損傷減小，延長了集熱管的使用壽命，該新型中高溫太陽能集熱管的使用壽命是傳統的集熱管的四倍。該新型中高溫太陽能集熱管的防氫涂層三氧化二鋁層制備時采用的是先制備純鋁涂層后氧化的方法，這種涂層制備方法既解決了三氧化二鋁涂層與基體不能緊密結合的問題，又使得制備的三氧化二鋁涂層致密完整，具有良好的阻止氫滲透的性能。

具體實施方式

為詳細說明本發明的技術內容、實現目標效果，以下結合實施方式詳予說明。

實施例1