一種槽式太陽(yáng)能真空集熱管的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種槽式太陽(yáng)能真空集熱管，屬于太陽(yáng)能光熱發(fā)電應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。目前還沒(méi)有一種性能可靠，能減少反射光能量損失的槽式太陽(yáng)能真空集熱管。本實(shí)用新型包括玻璃外管和金屬內(nèi)管，所述金屬內(nèi)管位于玻璃外管內(nèi)，所述玻璃外管的兩端分別和金屬內(nèi)管的兩端固定，在玻璃外管和金屬內(nèi)管之間形成環(huán)狀真空腔，其特點(diǎn)在于：還包括銀膜層，所述銀膜層位于玻璃外管的內(nèi)壁，該銀膜層的面積小于等于玻璃外管內(nèi)壁面積的一半。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，性能可靠，能減少反射光能量損失。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種槽式太陽(yáng)能真空集熱管
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種槽式太陽(yáng)能真空集熱管，主要用于槽式發(fā)電系統(tǒng)集熱子系統(tǒng)裝備方面，屬于太陽(yáng)能光熱發(fā)電應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能光熱發(fā)電是指利用大規(guī)模陣列拋物或碟形鏡面收集太陽(yáng)熱能，通過(guò)導(dǎo)熱介質(zhì)帶走，并由換熱裝置產(chǎn)生蒸汽，結(jié)合傳統(tǒng)汽輪發(fā)電機(jī)的工藝，從而達(dá)到發(fā)電的目的。槽式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)是指利用槽型拋物面反射鏡將太陽(yáng)光聚焦到集熱器對(duì)傳熱介質(zhì)加熱，在換熱器內(nèi)產(chǎn)生蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的系統(tǒng)。槽式太陽(yáng)能發(fā)電是重要的光熱發(fā)電模式，也是目前商業(yè)化程度最高的光熱發(fā)電模式。太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)主要由聚光子系統(tǒng)、集熱子系統(tǒng)、蓄熱子系統(tǒng)、發(fā)電子系統(tǒng)等部分組成。槽式真空集熱管屬于槽式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)中的集熱子系統(tǒng)。
[0003]相比塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)，槽式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)中的集熱子系統(tǒng)(集熱管)分散排開(kāi)，面積較大，為了減少對(duì)流帶來(lái)的熱損耗，一般都采用真空保溫，且把內(nèi)管做的較細(xì)，減少散熱面積。目前商業(yè)化的真空集熱管的金屬內(nèi)管直徑一般在70_左右，玻璃外管在115mm左右，而聚光單元的截光口徑一般為5?7米，為了提高集熱效率，要求將聚光單元反射的光95%以上都匯聚到70mm的狹長(zhǎng)區(qū)域，因此對(duì)于聚光系統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、反射鏡的面型精度、安裝精度、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的跟蹤精度，都有很高的要求，這就大大增加了裝備制造的難度，使得成本一直居高不下，這個(gè)問(wèn)題一直制約著槽式電站在我國(guó)的商業(yè)化進(jìn)程。因此，急需尋找一種新型的解決辦法去處理這個(gè)矛盾。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的槽式太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)中反射光容易偏出，且對(duì)系統(tǒng)聚光精度要求高的問(wèn)題，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，性能可靠，能減少反射光能量損失的槽式太陽(yáng)能真空集熱管。
[0005]本實(shí)用新型解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:該槽式太陽(yáng)能真空集熱管包括玻璃外管和金屬內(nèi)管，所述金屬內(nèi)管位于玻璃外管內(nèi)，所述玻璃外管的兩端分別和金屬內(nèi)管的兩端固定，在玻璃外管和金屬內(nèi)管之間形成環(huán)狀真空腔，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于:還包括銀膜層，所述銀膜層位于玻璃外管的內(nèi)壁，該銀膜層的面積小于等于玻璃外管內(nèi)壁面積的一半。
[0006]作為優(yōu)選，本實(shí)用新型所述銀膜層和玻璃外管內(nèi)壁之間還設(shè)置有用于延長(zhǎng)銀膜層壽命的過(guò)渡膜層。在鍍制銀膜層之前，需鍍制一層或多層過(guò)渡膜層，作為玻璃和銀之間的緩沖層，以延長(zhǎng)銀膜層的壽命。過(guò)渡膜層鍍制的區(qū)域應(yīng)比銀膜層的大，且包含銀膜層覆蓋區(qū)域。
[0007]作為優(yōu)選，本實(shí)用新型所述銀膜層上設(shè)置有用于防止銀膜層因刮擦而損壞且減少?gòu)你y膜層中逸出氣體量的保護(hù)膜層。
[0008]作為優(yōu)選，本實(shí)用新型所述玻璃外管的外壁設(shè)置有用于保護(hù)玻璃外管外側(cè)、增加抗紫外輻射能力和自清潔能力的過(guò)渡膜層。鍍制過(guò)渡膜層的時(shí)候，不局限于鍍銀的區(qū)域，可以鍍滿(mǎn)整個(gè)玻璃外管的內(nèi)壁，且在不增加工藝流程復(fù)雜性的前提下，也可同時(shí)在玻璃外管的外壁鍍上過(guò)渡膜層。
[0009]作為優(yōu)選，本實(shí)用新型在沿玻璃外管徑向方向上的橫截面中，所述銀膜層的弧長(zhǎng)占玻璃外管內(nèi)壁圓周長(zhǎng)度的三分之一。在減少銀的消耗和增加反射效果之間尋求最佳折中。
[0010]作為優(yōu)選，本實(shí)用新型所述玻璃外管的兩端分別和金屬內(nèi)管的兩端通過(guò)熔封固定。
[0011]作為優(yōu)選，本實(shí)用新型所述過(guò)渡膜層的材質(zhì)為T(mén)i02。使用溶膠凝膠法，將過(guò)渡膜層鍍到玻璃外管上，同時(shí)可起到保護(hù)玻璃外管外側(cè)，增加抗紫外輻射和自清潔能力的作用。
[0012]作為優(yōu)選，本實(shí)用新型所述銀膜層到玻璃外管的兩個(gè)端部均存在用于防止在玻璃外管的兩端分別和金屬內(nèi)管的兩端進(jìn)行熔封時(shí)的高溫對(duì)銀膜層帶來(lái)影響的安全間距。銀膜層區(qū)域離玻璃外管兩端有一定距離，防止熔封時(shí)候的高溫對(duì)銀膜層帶來(lái)影響。
[0013]作為優(yōu)選，本實(shí)用新型可以增加環(huán)狀真空腔中氣體吸附劑的量，確保從銀膜層脫附的氣體不對(duì)真空度帶來(lái)太大的影響。
[0014]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果:對(duì)玻璃外管內(nèi)側(cè)局部區(qū)域做鍍銀處理形成銀膜層，使得漏出的光線(xiàn)得以反射到金屬內(nèi)管上，增加了二次反射，減少了反射光能量的損失，改善了集熱管的性能，并由此降低了聚光裝備(聚光構(gòu)架和反射曲面)和跟蹤系統(tǒng)精度的要求，有利于降低槽式系統(tǒng)的單位造價(jià)，從而推動(dòng)槽式系統(tǒng)商業(yè)化進(jìn)程。同時(shí)，二次反射使得金屬管的溫度更為均勻，降低了溫度梯度，減少了應(yīng)力。此外，在鍍制過(guò)渡膜層時(shí)候，在不明顯增加成本的情況下，同時(shí)在玻璃管外側(cè)也鍍制一層有益的過(guò)渡膜層，增加集熱管自清潔能力和抗紫外線(xiàn)能力，進(jìn)一步提高產(chǎn)品性能。鍍銀的面積根據(jù)聚光子系統(tǒng)的精度而定，如果聚光設(shè)備及跟蹤精度較低，則擴(kuò)大鍍銀面積，但鍍銀面積不超過(guò)玻璃外管內(nèi)壁面積的一半。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例中槽式太陽(yáng)能真空集熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中:丨一玻璃外管;2—金屬內(nèi)管;3—環(huán)狀真空腔;4一銀膜層;5—反射光。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖并通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，以下實(shí)施例是對(duì)本實(shí)用新型的解釋而本實(shí)用新型并不局限于以下實(shí)施例。
[0018]實(shí)施例。
[0019]參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例中的槽式太陽(yáng)能真空集熱管包括玻璃外管1、金屬內(nèi)管2和銀膜層4，金屬內(nèi)管2位于玻璃外管I內(nèi)，玻璃外管I的兩端分別和金屬內(nèi)管2的兩端固定，在玻璃外管I和金屬內(nèi)管2之間形成環(huán)狀真空腔3，銀膜層4位于玻璃外管I的內(nèi)壁，該銀膜層4的面積小于等于玻璃外管I內(nèi)壁面積的一半。通常情況下，在沿玻璃外管I徑向方向上的橫截面中，銀膜層4的弧長(zhǎng)占玻璃外管I內(nèi)壁圓周長(zhǎng)度的三分之一。
[0020]本實(shí)施例中的銀膜層4和玻璃外管I內(nèi)壁之間還設(shè)置有用于延長(zhǎng)銀膜層4壽命的過(guò)渡膜層。玻璃外管I的外壁設(shè)置有用于保護(hù)玻璃外管I外側(cè)、增加抗紫外輻射能力和自清潔能力的過(guò)渡膜層。過(guò)渡膜層的材質(zhì)為T(mén)i02。
[0021]本實(shí)施例中的銀膜層4上設(shè)置有用于防止銀膜層4因刮擦而損壞且減少?gòu)你y膜層4中逸出氣體量的保護(hù)膜層。
[0022]本實(shí)施例中的玻璃外管I的兩端分別和金屬內(nèi)管2的兩端通過(guò)熔封固定。銀膜層4到玻璃外管I的兩個(gè)端部均存在用于防止在玻璃外管I的兩端分別和金屬內(nèi)管2的兩端進(jìn)行熔封時(shí)的高溫對(duì)銀膜層4帶來(lái)影響的安全間距。
[0023]本實(shí)施例中的槽式太陽(yáng)能真空集熱管綜合考慮了聚光子系統(tǒng)的實(shí)際情況，如聚光系統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、反射鏡的面型精度、安裝精度、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的跟蹤精度等因素。能在大體沿用主流槽式真空集熱管結(jié)構(gòu)(金屬內(nèi)管2和玻璃外管I內(nèi)外嵌套，中間抽真空)的基礎(chǔ)上，做出了合理的改進(jìn)，在玻璃外管I的內(nèi)側(cè)鍍制銀膜層4作為反射層，當(dāng)金屬內(nèi)管2接收來(lái)自反射曲面的反射光5的時(shí)候，部分反射光5有可能偏出，銀膜層4起著對(duì)反射光5二次聚焦的效果，將偏出金屬內(nèi)管2的反射光5匯聚到金屬內(nèi)管2的另一側(cè)，這樣的做法也有利于金屬內(nèi)管2溫度的均勻，減少應(yīng)力。給玻璃外管I鍍制銀膜層4之前，先鍍一層過(guò)渡膜層(可選擇溶膠凝膠法在玻璃外管I的內(nèi)外側(cè)都鍍制T12膜層)，增加銀膜層4和玻璃之間的附著力，同時(shí)在玻璃外管I的外側(cè)，T12膜也增加了自清潔和抗紫外線(xiàn)的能力。
[0024]本實(shí)施例中的槽式太陽(yáng)能真空集熱管在玻璃外管I內(nèi)側(cè)鍍制銀膜層4，可以使得原本偏出的光線(xiàn)做二次反射，匯聚到金屬內(nèi)管2上，減少了能量損失。商業(yè)化的槽式集熱管的玻璃外管一般110?115_，正因?yàn)橛秀y膜層作二次聚光，對(duì)于設(shè)備精度的容忍性大大增加，這為降低造價(jià)，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模提供了有利條件，從而推動(dòng)槽式太陽(yáng)能發(fā)電商業(yè)化的進(jìn)程。對(duì)玻璃外管I內(nèi)側(cè)局部區(qū)域做鍍銀處理，增加了二次反射，減少了反射光能量的損失，改善了集熱管的性能，并由此降低了聚光裝備(聚光構(gòu)架和反射曲面)和跟蹤系統(tǒng)精度的要求，為降低槽式系統(tǒng)的單位造價(jià)提供了可能性，從而推動(dòng)槽式系統(tǒng)商業(yè)化進(jìn)程。
[0025]此外，需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書(shū)中所描述的具體實(shí)施例，其零、部件的形狀、所取名稱(chēng)等可以不同，本說(shuō)明書(shū)中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)所作的舉例說(shuō)明。凡依據(jù)本實(shí)用新型專(zhuān)利構(gòu)思所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或者簡(jiǎn)單變化，均包括于本實(shí)用新型專(zhuān)利的保護(hù)范圍內(nèi)。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，只要不偏離本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種槽式太陽(yáng)能真空集熱管，包括玻璃外管和金屬內(nèi)管，所述金屬內(nèi)管位于玻璃外管內(nèi)，所述玻璃外管的兩端分別和金屬內(nèi)管的兩端固定，在玻璃外管和金屬內(nèi)管之間形成環(huán)狀真空腔，其特征在于:還包括銀膜層，所述銀膜層位于玻璃外管的內(nèi)壁，該銀膜層的面積小于等于玻璃外管內(nèi)壁面積的一半。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽式太陽(yáng)能真空集熱管，其特征在于:所述銀膜層和玻璃外管內(nèi)壁之間還設(shè)置有用于延長(zhǎng)銀膜層壽命的過(guò)渡膜層。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽式太陽(yáng)能真空集熱管，其特征在于:所述銀膜層上設(shè)置有用于防止銀膜層因刮擦而損壞且減少?gòu)你y膜層中逸出氣體量的保護(hù)膜層。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽式太陽(yáng)能真空集熱管，其特征在于:所述玻璃外管的外壁設(shè)置有用于保護(hù)玻璃外管外側(cè)、增加抗紫外輻射能力和自清潔能力的過(guò)渡膜層。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽式太陽(yáng)能真空集熱管，其特征在于:在沿玻璃外管徑向方向上的橫截面中，所述銀膜層的弧長(zhǎng)占玻璃外管內(nèi)壁圓周長(zhǎng)度的三分之一。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽式太陽(yáng)能真空集熱管，其特征在于:所述玻璃外管的兩端分別和金屬內(nèi)管的兩端通過(guò)熔封固定。7.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的槽式太陽(yáng)能真空集熱管，其特征在于:所述過(guò)渡膜層的材質(zhì)為T(mén)i02。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的槽式太陽(yáng)能真空集熱管，其特征在于:所述銀膜層到玻璃外管的兩個(gè)端部均存在用于防止在玻璃外管的兩端分別和金屬內(nèi)管的兩端進(jìn)行熔封時(shí)的高溫對(duì)銀膜層帶來(lái)影響的安全間距。
【文檔編號(hào)】F24J2/46GK205641583SQ201620288427
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年4月8日
【發(fā)明人】劉潤(rùn)寶, 周宇昊, 韓苗苗
【申請(qǐng)人】華電電力科學(xué)研究院