专利名称：高温真空太阳集热管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高温真空太阳集热管，主要应用于太阳能热发电技术领域， 是一种能够满足太阳能热发电要求的高温真空太阳集热管。
背景技术：
随着人类生产力的发展和科学技术的进步，大量使用传统能源引起的环境污染问 题及能源短缺问题已日益突出，严重影响着人类的生存、发展与进步。因此低碳能源的开发 和利用越来越受到人们的关注，太阳能作为一种环保能源，其开发利用频率越来越多，人们 正逐步的掌握一系列太阳能的利用方式。近年来，采用太阳能集热并驱动热机发电的太阳能热发电技术已引起国内外的广 泛关注，该技术无需常规化石能源，利用常规电站的热电转换技术，具有绿色环保、发电成 本相对较低的特点，是一种很有前途的新能源技术。太阳能热发电技术按太阳能的采集方式不同主要有塔式、槽式和碟式三类。其中 槽式太阳能热发电是目前国际上唯一商业化，且发电成本最低的太阳能热发电技术。该技 术的核心部件为高温真空太阳集热管，其制作成本直接决定了槽式太阳能热发电的成本。 目前此集热管的制作技术被国外少数几家公司垄断，且无法引进技术，导致在我国进行槽 式太阳能热发电的预期成本高于光伏发电，难以进行槽式太阳能热发电的实际应用。
发明内容为此，本实用新型的目的在于提供一种可靠性高、热效率高且使用寿命长的高温 真空太阳集热管，且其结构简单，性价比高。本实用新型采用的技术方案为本实用新型高温真空太阳集热管，其包括一金属管，外表面设有选择性吸收涂层；一罩玻璃管，同轴地套装于所述金属管外面，且设有增透层，并在一端侧面开有排 气尾嘴；两封接环，气密封地连接于所述罩玻璃管的两端；两波纹管，气密封地连接于相应端封接环的外端；两法兰，气密封地连接于相应端波纹管外端，并与所述金属管气密封连接，从而与 金属管、罩玻璃管、封接环、波纹管配合形成真空室；以及吸气装置，设置于所述真空室内。依据本实用新型技术方案的高温真空太阳集热管，构建真空室和设有选择性吸收 涂层的金属管，满足太阳能高温应用的基本要求。罩玻璃管设置增透层以提高太阳光的透 射比，把太阳光透射比从0.89提高的0.94以上。设置波纹管以补偿罩玻璃管与金属管的 膨胀差异，以此来保护封接环与罩玻璃管的封接部位。设置吸气装置，以提高真空室的真空度，保护金属管上覆镀的选择性吸收涂层，并提高集热效率。设置封接环便于功能部件的连接，提高连接的气密性。上述高温真空太阳集热管，所述吸气装置设置于排气尾嘴所在罩玻璃管的反端。上述高温真空太阳集热管，所述吸气装置倾斜设置，且其底部和端部设有不同吸 气性能的吸气剂。上述高温真空太阳集热管，所述波纹管处于预压缩状态。上述高温真空太阳集热管，所述金属管与所述罩玻璃管的直径比为0. 5 0. 62。上述高温真空太阳集热管，所述选择性吸收涂层包括从内到外设置的金属红外反 射层、金属陶瓷吸收层和介质减反层，形成多层干涉吸收薄膜结构。上述高温真空太阳集热管，所述罩玻璃管与所述封接环的连接为非匹配熔封连接 或者匹配封接。上述高温真空太阳集热管，所述波纹管的厚度不小于0. 4mm，含有4 8个波纹。上述高温真空太阳集热管，所述排气尾嘴配有封盖铝帽，以在排气尾嘴封离后的 保护。上述高温真空太阳集热管，所述波纹管与所述法兰的连接为焊接，法兰与金属管 的连接为焊接。
下面结合说明书附图进一步的阐述本实用新型的技术方案，其中图1为依据本实用新型技术方案的高温真空太阳集热管的结构示意图。图中1、金属管，2、吸气剂，3、波纹管，4、封接环，5、支架，6、吸气剂，7、罩玻璃管， 8、增透层，9、真空室，10、排气尾嘴，11、选择性吸收涂层，12、法兰。
具体实施方式
参照说明附图1，其示出了一种高温真空太阳集热管，其包括一金属管1，外表面设有选择性吸收涂层11 ；一罩玻璃管7，同轴地套装于所述金属管外面，且设有增透层8，并在一端侧面开 有排气尾嘴10 ；两封接环4，气密封地连接于所述罩玻璃管的两端；两波纹管3，气密封地连接于相应端封接环的外端；两法兰12，气密封地连接于相应端波纹管外端，并与所述金属管气密封连接，从而 与金属管、罩玻璃管、封接环、波纹管配合形成真空室9 ；以及吸气装置，设置于所述真空室内。关于金属管选材于目前金属真空管集热管所使用的材料，主要用于太阳能的热利 用，可以采用耐高温、抗腐蚀的不锈钢管。对于所说的吸气装置主要用于吸气，满足提高真空室真空度的要求，优选地，所述 吸气装置设置于排气尾嘴所在罩玻璃管的反端，可以更好的提高真空室的真空度。进一步地，所述吸气装置倾斜设置，且其底部和端部设有不同吸气性能的吸气剂 2、6，且位于底部的吸气剂2的性能高于位于端部的吸气剂6性能，吸收效果更好，其中吸气剂2采用锆钒铁型吸气剂，属于特效吸气剂，吸气效果好。对于吸气剂6则可以采用相对普 通的高效吸气剂。综合以上排气措施，真空室的真空度可以<5X10_2Pa，经450°C 500°C 高温环境试验下2000h，真空压强小于lO—Ta。采用双效吸气剂，通过激活工艺后达到双效合一，优势互补，使高温太阳能真空集 热管真空度进一步提高，保温效果更好。同时对高温段特效吸气剂进行特殊保护，使其免受 太阳光直射。为了提高补偿范围，所述波纹管处于预压缩状态。为了提高集热效率，所述金属管与所述罩玻璃管的直径比为0. 5 0. 62。关于吸收涂层的选择，优选所述选择性吸收涂层包括从内到外设置的金属红外反 射层、金属陶瓷吸收层和介质减反层，形成多层干涉吸收薄膜结构。涂层的金属材料涉及 Mo、W、Pt、Cu、Al、Au、Ti、Y等，介质材料采用低折射率的Al、Si氮氧化物。可承受500°C以上 的高温工作环境，涂层太阳吸收比不低于0. 94士0. 02，400°C时发射比不高于0. 14士0. 02。所述罩玻璃管与所述封接环的连接为非匹配熔封连接或者匹配封接。(1)非匹配 直接熔封技术，罩玻璃管为本申请人生产并已推向市场的硼硅3. 3玻璃，其特点是高透过、 高抗机械冲击强度和耐水、酸碱性能，低线性膨胀系数等，金属封接环为不锈钢材料。一方 面，通过精密加工、表面处理等方法调整金属封接环的结构参数、应力状态；另一方面，优化 熔封工艺条件和后期处理技术，从而实现硼硅玻璃与金属封接环直接熔封。金属封接环可 经受温差2701，最高至3201的热冲击而不损坏，漏率小于5\10_111^ m3/s ； (2)匹配封接， 罩玻璃管为本申请人自主研发并已投放市场的的硼硅5.0玻璃，金属封接环为可伐合金。 硼硅5. 0玻璃兼具硼硅3. 3玻璃的高透过率、高抗机械冲击强度和耐水、酸碱性能和高温环 境下的低放气量，又具有与金属匹配的线性膨胀系数，可实现金属-玻璃匹配封接。所述波纹管的厚度不小于0. 4mm,含有4 8个波纹，在满足补偿效果的前提下，提 高结构强度。进一步地，为了提高密封效果，所述排气尾嘴配有封盖铝帽，以在排气尾嘴封离后 的保护。所述波纹管与所述法兰的连接为焊接，法兰与金属管的连接为焊接。
权利要求1.一种高温真空太阳集热管，其特征在于其包括一金属管(1)，外表面设有选择性吸收涂层(11)；一罩玻璃管(7)，同轴地套装于所述金属管外面，且设有增透层(8)，并在一端侧面开 有排气尾嘴(10)；两封接环G)，气密封地连接于所述罩玻璃管的两端；两波纹管(3)，气密封地连接于相应端封接环的外端；两法兰(12)，气密封地连接于相应端波纹管外端，并与所述金属管气密封连接，从而与 金属管、罩玻璃管、封接环、波纹管配合形成真空室(9)；以及吸气装置，设置于所述真空室内。
2.根据权利要求1所述的高温真空太阳集热管，其特征在于所述吸气装置设置于排 气尾嘴所在罩玻璃管的反端。
3.根据权利要求2所述的高温真空太阳集热管，其特征在于所述吸气装置倾斜设置， 且其底部和端部设有不同吸气性能的吸气剂(2、6)。
4.根据权利要求1所述的高温真空太阳集热管，其特征在于所述罩玻璃管处于预压 缩状态。
5.根据权利要求1所述的高温真空太阳集热管，其特征在于所述金属管与所述罩玻 璃管的直径比为0.5 0. 62。
6.根据权利要求1至5任一所述的高温真空太阳集热管，其特征在于所述选择性吸 收涂层包括从内到外设置的金属红外反射层、金属陶瓷吸收层和介质减反层，形成多层干 涉吸收薄膜结构。
7.根据权利要求6所述的高温真空太阳集热管，其特征在于所述罩玻璃管与所述封 接环的连接为非匹配熔封连接或者匹配封接。
8.根据权利要求6所述的高温真空太阳集热管，其特征在于所述波纹管的厚度不小 于0. 4mm,含有4 8个波纹。
9.根据权利要求6所述的高温真空太阳集热管，其特征在于所述排气尾嘴配有封盖 铝帽，以在排气尾嘴封离后的保护。
10.根据权利要求6所述的高温真空太阳集热管，其特征在于所述波纹管与所述法兰 的连接为焊接，法兰与金属管的连接为焊接。
专利摘要本实用新型公开了一种高温真空太阳集热管，其包括一金属管，外表面设有选择性吸收涂层；一罩玻璃管，同轴地套装于所述金属管外面，且设有增透层，并在一端侧面开有排气尾嘴；两封接环，气密封地连接于所述罩玻璃管的两端；两波纹管，气密封地连接于相应端封接环的外端；两法兰，气密封地连接于相应端波纹管外端，并与所述金属管气密封连接，从而与金属管、罩玻璃管、封接环、波纹管配合形成真空室；以及吸气装置，设置于所述真空室内。本实用新型可靠性高、热效率高且使用寿命长，同时其结构简单，性价比高。
文档编号F24J2/48GK201858804SQ20102061270
公开日2011年6月8日 申请日期2010年11月18日 优先权日2010年11月18日
发明者刘希杰, 李业博, 沈永春, 禚明, 赵厚超 申请人:山东力诺新材料有限公司