[发明专利]一种用于高温的槽式太阳能集热管

说明书

一种用于高温的槽式太阳能集热管，包括玻璃外管(2)和金属内管(1)，金属内管(1)具有耐高温的选择性吸收涂层(3)，玻璃外管(2)同轴套装在金属内管(1)外面，在玻璃外管(2)和金属内管(1)之间形成环形真空封闭空间(4)。玻璃外管(2)的内壁周向分为透光面(5)和非透光面(6)两部分，玻璃外管(2)的内壁透光面(5)具有增透膜层，位于聚光侧，玻璃外管(2)的内壁非透光面(6)具有反射层，位于非聚光侧，该反射层为反射率超过85％的银膜层、铝膜层或铜膜层。

技术领域

本发明涉及一种槽式太阳能集热管。

背景技术

槽式太阳能热发电是目前国际上商业应用最广、成本较低的太阳能热发电技术，其采用抛物面性反射镜将太阳光反射聚焦到位于其焦线的槽式太阳能集热管的下部加热管内流体，进而产生高温蒸汽推动汽轮机进行发电。槽式太阳能集热管是槽式太阳能热发电系统中从光到热转化的最为关键部件，一般由金属内管和同轴的玻璃外管组成，为了减少对流热损失，玻璃外管与金属内管之间的形成密闭的环形真空空间，金属内管外壁面镀有高吸收率、低发射率的选择性吸收涂层，进一步降低了金属内管的辐射热损失。这种槽式太阳能集热管一般长为4060mm，金属内管外径为70mm，管内通过的传热工质一般为导热油，该导热油运行最高温度不能超过400℃，否则就容易产生高温分解。

为了进一步提高槽式太阳能热发电效率，采用更大聚光比的槽式聚光器和最高温度达到550℃的熔盐，或超过400℃的水/蒸汽作为传热工质成为了槽式太阳能热发电技术的进一步发展趋势。但由于槽式太阳能集热管的辐射热损失随传热工质温度升高而呈4次方增加的关系，导致热损失随工质温度升高而急剧增大，特别是熔盐工质凝固温度在200℃以上，为了防止熔盐工质凝固，系统夜间需要维持在高温运行，导致运行热损失显著提高，增加了运行成本。虽然汽轮机发电效率由于蒸汽温度提高而提高，但槽式太阳能集热系统的热效率由于热损失增加而降低，导致更高温度的熔盐或水/蒸汽作为传热工质的槽式太阳能热发电技术发展缓慢。同时，采用熔盐或水/蒸汽作为传热工质的槽式太阳能热发电技术，由于需要更高的聚光比，其聚光器开口宽度更大，导致部分聚光光斑超出金属内管直径宽度，浪费部分太阳聚光辐射能量。因此，开发出可应用于更高温度、更大聚光比的槽式太阳能集热管对提高槽式太阳能热发电效率和运行经济性具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提出一种用于高温的槽式太阳能集热管，本发明通过采用在玻璃外管内壁的非聚光处增加反射层的方法，显著降低槽式太阳能集热管的辐射热损失，同时可将溢出金属内管范围的聚光通过该反射层再次反射到金属内管上。本发明结构简单，不改变传统的槽式太阳能集热管的结构和槽式太阳能集热管的生产设备，非常适用于熔盐或水\蒸汽作为传热工质的更高温、更大聚光比的槽式太阳能热发电系统，可显著降低运行热损和成本，提高系统发电效率。

为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种用于高温的槽式太阳能集热管，包括玻璃外管和金属内管，金属内管具有耐高温的选择性吸收涂层，玻璃外管同轴的套装在金属内管外面，在玻璃外管和金属内管之间形成真空的环形封闭空间。所述的玻璃外管的内壁周向分为透光面和非透光面两部分；所述的玻璃外管的内壁透光面具有增透膜层；所述的玻璃外管的内壁非透光面具有反射层。

所述的玻璃外管内壁上的非透光面位于非聚光面，所述非透光面具有的反射层为反射率超过85％的银膜层、铝膜层或铜膜层，所述的反射层可通过简单的真空蒸发镀膜、化学镀膜或直接贴膜等方法制备，简单易行；所述的反射层由于反射率高，可将聚光溢出的光线再次反射回金属内管上，提高了太阳聚光辐射的有效利用率。同时，所述的反射层采用银膜层、铝膜层或铜膜层也具有较低的发射率，相比玻璃外管内壁89％的发射率来说，其与金属内管间辐射换热损失得到了显著减小。

所述的非透光面的反射层还可以采用反射率超过85％的反光铝板制作，反光铝板直接插入玻璃外管内，沿轴向通过多个肋环固定在玻璃外管的内壁上。