高效自动除氢太阳能真空集热管的制作方法

本实用新型涉及一种高效自动除氢太阳能真空集热管，属于太阳能热利用储热发电领域。

背景技术：

太阳能真空集热管的结构形式，是由玻璃管外管与不锈钢内管组成。为了防止对流和传导热损失，玻璃外管与不锈钢内管之间进行抽真空。

太阳能真空集热管真空长时间高温条件下工作，不锈钢管内的导热介质（导热油）经过加热会被分解，分解的副产物之一H2会通过管壁渗透到真空区域内，由于氢气具有良好的导热性能，因而会导致太阳能真空集热管的真空度发生渐进式的下降，直接影响太阳能真空集热管的太阳能热利用效率及其使用寿命。

为了长期有效保持太阳能真空集热管的真空度，可以通过减少渗透到真空区域的H2的量或通过在初始渗透之后及时处理气体来解决。

现已有许多方法来解决这个问题，例如使用吸气材料，无氢导热介质，中心管不锈钢的处理，动态泵抽气，但是这些解决方案都存在着经济性和实用性的问题。

吸气剂是一种化学吸附，能够吸附各种活性气体（如：氢气、水、氧气、二氧化碳、一氧化碳、氮气），适用于在真空环境下吸附残余气体。导热油在进行加热后，会有源源不断的H2释放出来，而吸气剂吸附量有限，因此如果吸气剂设计数量不足，渗透的氢气便很难被吸气剂全部带走，显然这是不经济的。

通过控制氢气通过钢管壁的渗透量，原则上也是可以确保真空的维持。比如：1）将钢管内壁添涂防渗透涂层2）在钢管内壁增加铝制套管 。但是以上方法太过于昂贵或不够有效。

集热管可以通过安装复抽装置，当吸气剂失效时，通过复抽并激活新的吸气剂，来去除渗透的H2维持集热管的真空度。然而，这种解决办法比较麻烦并且相当不经济。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种结构简单合理，节约可靠、不需要更换吸气剂的太阳能真空集热管。

本实用新型实现其目的所采取的技术方案是：

一种高效自动除氢太阳能真空集热管，包括玻璃管、金属内管和两个波纹管，所述玻璃管和所述波纹管均套于所述金属内管外，且所述两个波纹管分别位于所述玻璃管的两端，所述两个波纹管的内侧分别通过可伐合金环与玻璃管的两端相连，两个波纹管的外侧连接有外法兰，所述玻璃管与金属内管之间为真空层，其创新点在于：还包括有除氢装置，所述除氢装置为钯管，且所述除氢装置密封固定安装在外法兰上，且除氢装置钯管的封口一端伸入真空层，除氢装置钯管的开口端与外界连通。

所述除氢装置钯管的开口端安装有过滤网塞。

所述除氢装置为钯合金管替代钯管。本实用新型所述的钯合金为Pd-Cu、Pd-TM(TM为Au、Ru、Mo、Ta、Nb、Y)超薄二元钯合金膜，以及Pd-Cu-TM超薄三元钯合金膜，制备的合金膜具有与纯Pd膜相当的氢渗透率，Pd-Y合金膜就比纯Pd膜高约15%的氢渗透率，而Pd-Cu、Pd-Ru、Pd-Nb的氢渗透率则相当于纯Pd膜的80%。

所述除氢装置通过金属套密封固定安装在外法兰上。金属套起到过度焊接的作用，将除氢装置优先焊接到金属套上，再将其固定在外法兰上，减小了焊接难度。

上述技术方案得以全面实施后，本实用新型中的钯管在常温下能溶解大量的氢（按体积计，相当于它本身体积的700倍左右），而在真空中加热至100℃以上，又能把溶解的氢释放出来。如果钯管两侧存在氢的分压差，则氢就会从压力高的一侧向低的一侧渗透。钯具有特殊的透氢性是由其原子结构决定的，钯原子的4d层缺少2个电子，表面具有较强的吸氢能力，氢分子首先在钯表面被解离吸附，然后被电离成质子与电子在钯内沿着梯度方向进行扩散，透过钯膜，在膜的另一侧（低氢分压侧），质子再从金属格子接纳电子变成吸附氢原子，缔合后作为氢原子被脱附。从而实现将h2从真空移动到空气中。本实用新型具有结构简单合理，节约可靠、不需要更换吸气剂的优点是显而易见的。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的A部局部放大图。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体实施方式的描述，对本实用新型作进一步说明。

一种高效自动除氢太阳能真空集热管，包括玻璃管1、金属内管2和两个波纹管3，所述玻璃管1和所述波纹管3均套于所述金属内管2外，且所述两个波纹管3分别位于所述玻璃管1的两端，所述两个波纹管3的内侧分别通过可伐合金环4与玻璃管1的两端相连，两个波纹管3的外侧连接有外法兰5，所述玻璃管1与金属内管2之间为真空层6，其特征在于：还包括有除氢装置7，所述除氢装置7为钯管，且所述除氢装置7密封固定安装在外法兰5上，且除氢装置7钯管的封口一端伸入真空层6，除氢装置7钯管的开口端与外界连通。

所述除氢装置7钯管的开口端安装有过滤网塞8。

所述除氢装置7为钯合金管替代钯管。

所述除氢装置7通过金属套9密封固定安装在外法兰5上。

本实用新型中，钯管采用的是U型管结构形式，钯管通过金属套焊接到法兰上，通过金属传热，提高其工作温度（因为渗氢的速率随温度升高而增加）进而提高其渗氢速率。