[實用新型]一種高溫絕緣焊接管組件

有效

• 申請號: 202020362271.2
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN211771593U
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 王建強;杜賢龍;肖國萍;洪春峰;關成志;高娜
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海應用物理研究所
• 主分類號: C25B9/00
• 分類號: C25B9/00;C25B9/04;C25B1/04
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 余永莉

本實用新型提供一種高溫絕緣焊接管組件，所述高溫絕緣焊接管組件包括：一高溫絕緣管，以及分別在所述高溫絕緣管的兩端與其焊接的兩個金屬套管；其中，所述金屬套管包括具有第一直徑的柱形部以及具有第二直徑的套筒部，所述第一直徑小于所述第二直徑，所述套筒部與所述柱形部通過一過渡部連接，所述高溫絕緣管的兩端的外壁與所述金屬套管的套筒部的內壁焊接。根據本實用新型提供的高溫絕緣焊接管組件具有優異的高溫絕緣性能，高溫不變形，不氧化，使用壽命可以達到萬小時以上，滿足高溫通氣條件下的特殊絕緣要求，并且尺寸小，可在緊湊、高集成的系統中使用。

技術領域

本實用新型涉及高溫絕緣管構件領域，更具體地涉及一種高溫絕緣焊接管組件。

背景技術

21世紀的世界能源面臨著需求增長和二氧化碳減排的雙重壓力。在眾多新能源中，氫能以其熱值高、無二氧化碳排放受到人們的注目，被公認為理想的二次能源。但目前氫的獲取方法如天然氣重整、煤制水煤氣等通常需要消耗化石原料，排放大量的二氧化碳，不符合綠色能源的要求，無法改變對化石能源的依賴和實現溫室氣體的減排。因此，只有完全通過水的裂解來制備氫氣才能形成無二氧化碳排放的清潔能源循環。在電解水制氫工藝中，利用固體氧化物燃料電解池高溫電解制氫是目前效率最高的制氫方法。與常溫電解水制氫技術相比，在高溫狀態下電解過程中的電能消耗降低20～30％，電解效率可以達到90～100％；可以利用價格相對低廉的金屬氧化物來取代貴金屬作為電極材料，降低制氫設備成本；高溫電解制氫技術適合與核能聯用，有效利用核能反應堆廉價的高溫工藝熱和電能來進行大規模清潔制氫。

固體氧化物電解池(Solid Oxide Electrolysis Cell，SOEC)是高溫電解制氫(High Temperature Steam Electrolysis，HTSE)技術中的核心反應器，是固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell，SOFC)的逆反應，其具體組成結構如圖1所示。

大多數采用平板式結構，由基于全陶瓷材料的多層復合膜構成，包括致密的電解質10、金屬陶瓷多孔氫電極20和氧電極30。此外，將單片電解池組裝成電解池堆的關鍵部件還包括密封墊和單體電解池之間的連接體。在電解池兩側電極上施加一定的直流電壓，高溫下(500-800℃)水蒸氣在氫電極被分解產生H₂和O^2-，O^2-通過致密的固體氧化物電解質層到達氧電極，在氧電極失去電子得到O₂，總體化學反應如下所示：

H₂O(g)+電能→H₂(g)+1/2O₂(g)

電解池堆是由若干單體電池片組裝而成，一個完整的電解池堆有接線柱40、進出氣管道50。目前有些電解池堆的電流接線柱與氣體分布板合并，致使氣體管路帶電勢。為了避免系統的短路，需要在高溫條件下解決氣體通氣管路的絕緣問題。因此無論是電解池(SOEC)還是燃料電池(SOFC)在進行電解池堆集成時都必需發展高溫絕緣技術，能夠在有水蒸氣存在的條件下和高溫下長期工作，滿足進出氣管道、接線柱之間的絕緣要求。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種高溫絕緣焊接管組件，從而解決現有技術中電解池堆缺乏合適的高溫絕緣組件的問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案：

根據本實用新型，提供一種高溫絕緣焊接管組件，包括：一高溫絕緣管，以及分別在所述高溫絕緣管的兩端與其焊接的兩個金屬套管；其中，所述金屬套管包括具有第一直徑的柱形部以及具有第二直徑的套筒部，所述第一直徑小于所述第二直徑，所述套筒部與所述柱形部通過一過渡部連接，所述高溫絕緣管的兩端的外壁與所述金屬套管的套筒部的內壁焊接。

所述高溫絕緣管由陶瓷或石英制成，所述金屬套管由不銹鋼材料制成。

所述高溫絕緣管與所述金屬套管具有相近的膨脹系數。