[发明专利]多头集热螺纹管

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能热力聚光能源发电领域，属于对将采集的光能转换为热动力的集热载体和热动力输送管道结构的改进，特别是多头集热螺纹管。

背景技术

聚光太阳能热动力发电技术关键核心技术难点是将焦点的热能有效地集输到汽轮机气室仓内，而现有的集热管其集热工效低，原因在于：其管体结构单一，流体工质受热的时长太短而造成集热能力差，管体内的流体工质顺管体长沿轴向直线流动，在管内的时间、路程较短，因此，流体工质在管内受热时间过短而无法充分采集热能，为解决此缺陷，不得不多设置集热器数量，并增加输送管数量及长度，但受到用地面积、安装空间、设备增多成本增大，投入产出比小等诸多因素使技术产业推进较慢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多头集热螺纹管，其结构紧凑、合理，能使受热流体工质的流动受到迟滞约束，最大化地集热并输送热动力至汽轮机组工作，集热工效和吸热效能高。

本发明的目的是这样实现的：一种多头集热螺纹管，包括主管体，主管体的横截面呈等半径的圆环形，在主管体的内圆柱周壁面上和/或外圆柱周壁面上设置着围绕其圆柱周壁的沿圆柱螺旋线轨迹延伸的N个螺旋槽，螺旋槽的头数N≥3，每一螺旋槽的螺距t与主管体的外管直径D的比值t/D=i≥0.3，每一螺旋槽的螺距t与主管体的外管直径D的关系为t≥iD。

本发明的工作原理为：从本发明的管体横截面观察，由公式C=πD可知,集热管的管壁周长是其外管直径D的π倍，管内液体工质沿着轴向以管柱螺旋槽中移动，形成聚光能发电的热载体，其管壁上设置的螺旋槽沿着全材料壁厚沿轴向以圆柱螺旋线轨迹延伸，螺纹槽的(螺纹)头数T≥3，导程(螺距) t≥iD，导程管径比为i≥0.3，其管体迎光的180°半周长全管长范围内因受太阳光能聚焦受热，其管体背光的180°半周长全管长范围内为非受热面，充满管腔的液体工质液柱接受光能的一侧柱面被加热而膨胀，压力升高，与其非受热的一侧柱面的液体工质之间形成温度差和压力差，液体工质只在螺旋槽的导向引导下，管内的液柱便形成了与螺旋槽旋向一致的旋转热动能。

本发明在有限的空间里，能使管内液体工质的流动路程、流经时间迟滞，最大化地延长液体在管内的受热时间和路程长度，使更多的光热能被传输工质被吸收，以使管路中的受热液体工质得到尽可能多的以提高液体工质的温度，使受热流体介质吸收尽可能多的热能。在管体同一截面内的一点液体工质行走路线由单一沿着管体长度方向的直线轨迹变为螺旋线轨迹，其行进路线可延长πD倍(D为管体的外管直径)，即热工质在单位等长的本发明管体移动的总路程长度是在光管内移动的路程长度的πD倍。由于本发明结构可延长受热液体工质的受热时间和路程长度，且螺旋槽的头数越多，受热时间和流动路程也相应以几何倍数增加。本发明结构紧凑、合理，能使受热液体工质的流动受到迟滞约束，最大化地集热并输送热动力至汽轮机组工作，集热工效和吸热效能高。

附图说明

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明的局部纵面剖视结构示意图；

图2为本发明横截面(标记有螺旋槽起始端头的简化结构示意图。

具体实施方式

一种多头集热螺纹管，如图1所示，包括主管体2，主管体2的横截面呈等半径的圆环形，在主管体2的内圆柱周壁面上和/或圆柱周壁面上设置着围绕其圆柱周壁6的沿圆柱螺旋线轨迹延伸的N个螺旋槽5(即螺旋槽5的头数为N)，螺旋槽5(螺纹)的头数N≥3(此处所说的头数其定义相当于螺纹的头数)，如图1和图2所示，其螺纹头数是3个，该3个螺纹头数其各自的起始端3、4、8分别均布环绕设置在主管体2的圆柱周壁上，每一螺旋槽5的螺距t与主管体2的外管直径D的比值t/D=i≥0.3，每一螺旋槽5的螺距t与主管体2的外管直径D的关系为t≥iD。

在主管体8的两端固定设置着与其圆柱周壁连为一体的管状接口1、7，管状接口1、7各自的管腔与主管体8的管腔相连通，管状接口1、7的横截面呈等半径的圆环形，该管状接口1、7内管直径R大于主管体2的外管直径D。

本发明由铝锡青铜管构成，结构新颖，表面光洁度高，明显提高集热工效和吸热效能，经盐浴退火后，经多次反复实验方才通过缩微多头模具制成形，当本发明螺旋槽的头数达到3个时，明显比现有光管的集热效能高出25%。