[发明专利]一种强化传热大直径真空集热管

说明书

技术领域

本发明属于太阳能转化部件技术领域，特别涉及一种强化传热大直径真 空集热管。

背景技术

太阳能是清洁、无污染、可再生的自然资源，充分开发利用太阳能可以 有效缓解能源短缺以及化石能源带来的环境污染问题。

太阳能光热利用技术和太阳能光电利用技术是常见的太阳能利用技术， 前者主要包括三种技术：塔式、槽式和蝶式。其中，槽式太阳能热发电技术 是目前最成熟、成本最低的大规模太阳能热发电技术。太阳能接收器是太阳 能光热发电系统的核心部件之一。

直通式金属-玻璃真空集热管(简称真空集热管)是目前槽式太阳能发电 系统中应用最广泛的接收器。目前常规的集热管金属吸收内管直径在 40mm-70mm之间，吸收面的宽度较小。理想情况下，抛物面聚光镜可以将 零入射角的平行光聚焦到吸收管的轴线上，但实际上由于跟踪系统不能绝对 精准跟踪太阳以及热膨胀等因素，造成吸收管的截光率降低。实践证明，随 着金属吸收管内径增大，吸收管的截光率增加，而且管径越大的吸收管对整 个系统产生的光学误差会有更好的适应性。此外，常规金属吸收管内壁光滑， 不利于径向传热，在内部设置螺旋翅片，能够增加内部流体扰动，产生螺旋 流，强化传热。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种强化传热大 直径真空集热管，采用大直径金属吸收管，并在金属吸收管内部增设螺旋翅 片，从而解决了常规真空集热管吸热面积较小的问题，同时能够强化内部传 热。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种强化传热大直径真空集热管，包括大直径玻璃外管1、置于大直径 玻璃外管1中的大直径金属吸收管3、置于金属吸收管3中的带有螺旋翅片2 的空心圆管4，所述大直径玻璃外管1和大直径金属吸收管3的两端分别通 过密封连接装置密封保证二者之间为真空层，并在端部设置膨胀节5。

所述大直径玻璃外管1的直径为150mm-500mm。

所述大直径金属吸收管3直径介于120mm-300mm之间，比常规真空集 热管直径大40mm-70mm。

所述金属吸收管3由不锈钢或者碳钢制成。

所述大直径金属吸收管3外表面涂有选择性吸收涂层。选择性吸收涂层 可以的吸收率大于95％(300℃下测试)，发射率小于10％(300℃下测试)。

所述螺旋翅片2缠绕于两端密封的空心圆管4外侧，增加液体在内部扰 动，螺旋翅片2外缘与大直径金属吸收管3的内表面留有一定空隙。

所述空心圆管4由辐射式支架6支撑，空心圆管4首端通过辐射式支架 6与同轴金属吸收管3内表面固定连接，空心圆管4中部以及末端通过辐射 式支架6与同轴金属吸收管3内表面滑动连接，保证空心圆管4的刚度以及 轴向的自由膨胀。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本系统通过增大金属吸收管直径，增大吸收面积以及截光率，增强吸 收管对整个系统产生的光学误差的适应性，提高太阳能利用效率。

2)本系统在金属吸收管内部设置螺旋翅片，使流体在管内产生连续旋 流，螺旋流引起的二次流促进流体径向混合，强化管内对流传热。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明金属吸收管结构示意图。

图3是本发明螺旋翅片结构示意图。

图4是本发明辐射式支架示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。但本领域技术人员 了解，下述内容不是对本发明保护范围的限制，任何在本发明基础上做出的 改进和变化都在本发明的保护范围之内。

如图1所示，本发明一种强化传热大直径真空集热管，包括大直径玻璃 外管1、大直径金属吸收管3、置于大直径金属吸收管3内部的螺旋翅片2 以及支撑翅片的空心圆管4，大直径玻璃外管1的直径为150mm-500mm。

大直径金属吸收管3外表面涂有选择性吸收涂层，大直径金属吸收管3 和玻璃外管1的两端分别通过密封连接装置密封保证二者之间为真空层，并 在端部设置膨胀节5。真空层可有效降低大直径金属吸收管3和大直径玻璃 外管1间的对流热量传递，降低大直径真空集热管整体的热损。