[发明专利]一种具有外置吸气剂装置的太阳能集热管结构

说明书

一种具有外置吸气剂装置的太阳能集热管结构，包括同轴设置的不锈钢管、玻璃管及吸气剂装置；玻璃管两端沿轴向分别与金属接头熔封连接，金属接头与弹性膨胀接头焊接，弹性膨胀接头与金属环焊接，金属环与不锈钢管焊接，从而在不锈钢管和玻璃管之间形成腔室，金属接头径向上设有连通至腔室的导管；吸气剂装置同轴设置在玻璃管的外侧，其具有由内壁和外壁构成的环形腔，该环形腔一端封闭，另一端设有封头，封头末端具有卡环，吸气剂设置在环形腔内，并通过卡环限位；吸气剂装置的内壁和外壁上在对应的位置上分别具有孔，其内壁上的孔与金属接头上的导管连接，其外壁上的孔连接尾接管。本发明能够提高集热管性能和可靠性，易于拆卸，排气时间更短。

技术领域

本发明涉及一种具有外置吸气剂装置的太阳能集热管结构，特别适应于采用导热油、熔盐和DSC导热介质的太阳能热发电技术要求。

背景技术

太阳能集热管是太阳能热发电技术的核心部件，槽式集或菲涅尔式集热器通过线性的反光镜将太阳光聚集到集热管上，通过集热管内管内流动的介质进行换热，流动介质加热水产生水蒸气或者直接产生水蒸气推动汽轮机发电。典型的太阳能集热管采用同心的不锈钢管和玻璃管分别为内、外管，其中不锈钢管外壁一般镀有吸热涂层提高集热管的吸热效率，玻璃管的外壁和内壁镀有增透膜提高玻璃管的透光率。玻璃管端部与金属进行封接，再与弹性膨胀接头焊接，通过弹性膨胀接头补偿集热管受热后不锈钢管与玻璃管之间的线膨胀差异，最后与内部不锈钢管焊接，并抽真空，形成真空夹层，降低由热传导和对流引起的热损。在真空夹层内一般放有装有非蒸散型吸气剂的装置，在高温下激活后能够吸收真空夹层内的氢气以及其他气体，使集热管真空夹层维持较高的真空度(一般为10^-2Pa～10^-1Pa)，降低集热管热损。

本技术领域通常使用Zr-V-Fe、Zr-Co-RE、Zr-Y-Fe等材料压制成片状元件，放置在圆环状或盒装开口容器中，放置在波纹管位置或者集热管的不锈钢管外壁上，并通过烘烤加热或者高频加热的方式使之激活吸气，如CN1720419B、CN1862143B。常规技术存在的问题是，非蒸散型吸气剂在400℃以上吸氢量急剧衰减，而放置在波纹管或钢管外壁上会导致吸气剂温度高于这一温度；另一个问题是吸气剂在使用过程中会由于吸气导致吸气剂材料粉末颗粒脱落，并聚集在集热管玻璃管的底部，存在被聚集的太阳光加热，引起集热管局部过热，导致玻璃管破裂的风险。实用新型CN202008244U公开了一种外置式的吸气剂盒，将抽真空尾管置于集热管端部，在尾管侧面通过一导通管与一玻璃吸气剂盒连接，在吸气剂盒的外围设置有遮光罩。该发明能够解决吸气剂过热的问题，但该发明所述吸气剂盒采用玻璃材质，且悬挂于集热管尾管侧面，一方面无法在现有集热管生产的排气工艺中进行激活，需要在集热管刹管后激活，工艺复杂且不利于提高真空；另一方面，过长的尾接管以及悬挂的玻璃吸气盒显著增加了集热管破损的风险；此外，吸气盒整体仅通过细长尾接管与集热管连接，其余暴露在大气中，吸气剂的温度接近室温，会降低吸气剂的吸气性能，容易被集热管中残余的氮气、一氧化碳等气体毒化。

发明内容

针对现有技术中存在的吸气剂温度过高、玻璃尾管缺陷、以及镜面对集热管端部聚焦加热导致失效等问题，本发明的目的在于提供一种具有外置吸气剂装置的太阳能集热管结构，该集热管结构具有较好的真空维持性能、聚光集热性能以及耐候性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有外置吸气剂装置的太阳能集热管结构，该集热管结构包括同轴设置的不锈钢管、玻璃管及吸气剂装置，不锈钢管作为集热管内管，玻璃管作为集热管外管；

玻璃管两端沿轴向分别与金属接头熔封连接，金属接头的另一端与弹性膨胀接头焊接，弹性膨胀接头的另一端与金属环焊接，金属环的另一端与不锈钢管焊接，从而在不锈钢管和玻璃管之间形成腔室，金属接头径向上设有连通至腔室的导管；