[发明专利]设置复合消气装置的线聚焦太阳能强化集热管

摘要

本发明涉及一种设置复合消气装置的线聚焦太阳能强化集热管，其结构充分兼顾了耐高温、气密性、高效率和低成本的要求，在装置构造上采用多种消气剂和安装结构，以适应中高温以及采用熔盐和DSG传热模式下的太阳能热发电技术要求。该集热管适用于高温太阳能热发电，属太阳能热利用技术领域。

主权项

设置复合消气装置的线聚焦太阳能强化集热管由玻璃外管、玻璃截管、金属内管、金属端盖、铁镍可伐件、卸载波纹管、管接件、复合消气装置、排气管、扰流片、玻璃封接料组成，其特征在于：由铁镍可发件、金属端盖、卸载波纹管、管接件组成的卸载装置设置在集热管两端；卸载装置可以是外卸载或内卸载两种卸载模式；铁镍可伐件与玻璃外管或玻璃截管一端直接热熔封接；铁镍可伐件与玻璃外管或玻璃截管一端的玻璃内法兰或外法兰实施铅热压封接；或铁镍可伐件上设置一凹形槽，玻璃截管插入凹形槽内通过玻璃封接料间接热熔封接；管接件和金属内管氩弧焊接，金属内管外表面真空溅射耐高温选择性热吸收涂层；复合消气装置焊接固定在金属内管、或卸载装置、或金属端盖上，位置选择在排气管一侧；1)所述玻璃外管选择线膨胀系数为33×10‑7/℃的高硼硅玻璃管；其物理性能很适合太阳能热发电，特别适合铅热压封接技术；或选择线膨胀系数为(40‑65)×10‑7/℃的中性5.0硼硅玻璃；2)所述玻璃截管是根据使用要求切割玻璃外管而形成的玻璃短管，切割的目的是为了更好地实施玻璃和铁镍可伐件封接；采用热熔直接封接工艺时应注重退火去应力；采用铅热压封接时在玻璃外管或玻璃截管一端制作外法兰或内法兰，法兰端面平整；3)所述铁镍可伐件一端向内或向外翻边与卸载波纹管焊接；优选铁镍钴玻封合金4J29、4J44，线膨胀系数在20‑450℃时为(46‑55)×10‑7/℃，与中性5.0玻璃外管的线膨胀曲线一致；或选择4J42、4J45，线膨胀系数在20‑450℃时为(40‑75)×10‑7/℃的铁镍可伐合金；壁厚以0.3‑2mm为宜；铁镍可伐件的预氧化处理是保证封接气密性的关键工艺，必须慎重对待；铅热压封接应注重对铁镍可伐件和玻璃法兰的清洗，经合理确定封接温度、压力、时间、封接气氛后，确保获得足够的封接强度和气密性；4)所述玻璃封接料的线膨胀系数为(40‑65)×10‑7/℃，介于玻璃截管和铁镍可伐件之间，软化和流散温度为300‑800℃；选择的低熔玻璃粉氧化铅含量介于30‑60％；如玻璃外管为中性5.0玻璃则可选择无铅低熔玻璃粉；5)所述卸载波纹管波节数在2‑20波，波纹管壁厚为0.18‑0.3mm，波高5‑16mm，波距3‑12mm，波纹管公称通径32‑100mm；抗疲劳寿命应大于3万次；优选SUS304、321或SUS316、316L不锈钢材料；泄漏率控制在工况120℃时为1.33×10‑10Pa.m3/sec；6)所述管接件为中心内孔翻边的板状件，内孔与金属内管相匹配，翻边部与金属内管焊接，平面段端部与卸载波纹管氩弧焊接，材质为SUS304、321或SUS316、316L不锈钢，壁厚为0.3‑2mm；采用内卸载结构时管接件为一端缩口，另一端扩口的管状件；缩口端与金属内管氩弧焊接，扩口端与卸载波纹管焊接；7)所述金属内管公称通径在25‑80mm之间，壁厚在0.3‑13mm之间，公称压力在0.6‑25MPa之间，优选SUS304、321或SUS316、316L无缝不锈钢管或耐高温、耐晶间腐蚀的超超临界锅炉用XA704、TP347H、SUPER304H、TP310HCbN合金无缝钢管；金属内管为金属直管，或波节管，或内螺旋管，或外螺旋管，或在金属直管表面有规则起苞的苞体波节管；8)所述扰流片为不锈钢片，冲压成尾翼状，一端翻边点焊在金属内管端口内壁上，另一端适当弯曲以扰动工质流体，每个集热管焊接一至三个扰流片；或扰流片设计成宽度与金属内管直径相同的长方形或正方形，中间成梯形冲压开口分别向两边翻边，扰流片两端焊接在金属内管一端的内壁上，起双向扰动流体作用；扰流片有益于破坏稳流层，进而提高换热效率，降低热辐射量和热损失；9)所述排气管为33×10‑7/℃的高硼硅玻璃管或中性5.0硼硅玻璃管，内径8‑20mm，熔接在玻璃外管或玻璃截管上。