[发明专利]太阳能集热管

说明书

技术领域

本发明涉及一种中高温太阳能集热管，属于太阳能中高温利用领域。

背景技术

太阳能中高温利用主要由槽式聚焦器、太阳能自动跟踪装置、中高温集热管、应用装置等组成。太阳能经槽式聚焦器聚焦到集热管的吸收面上，加热吸收面，使吸收管的温度升高，流体在吸热管内流动，吸收吸热管的能量而升高温度，作为中高温利用的工作介质。

目前，在中高温集热系统中，都采用玻璃-金属真空集热管作为接收器。其基本结构为外管为玻璃管，内管为金属管，两端采用金属波纹管、可伐合金以及法兰将玻璃管与金属管连接起来，玻璃管与金属管采用热压封接或熔封封接。金属外管外壁利用磁控溅射有选择性吸收涂层，玻璃管与金属管间抽真空（如图6）。然而，由于玻璃管与金属管的封接工艺复杂，技术难度高，磁控溅射的选择性吸收膜层在高温下的性能稳定性难以控制，以至于目前只有德国的Schott、以色列Solel、意大利ENEA三个厂家掌握了这种高温真空集热管的制造工艺。国内目前还没有能够生产用于太阳能中高温利用的商业产品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够克服玻璃-金属真空太阳能集热管密封工艺复杂、结构复杂及接收器吸热管周向温度分布不均匀问题的太阳能集热管。

实现上述目的的技术方案是：一种太阳能集热管，包括金属内管、金属外管、第一联结头和第二联结头，所述金属外管套在金属内管外，金属内管和金属外管的对应位置均开有轴向缝，金属内管的缝沿处与金属外管对应的缝沿处形成密封边，使金属内管和金属外管成为一套管体，所述金属内管的外壁与金属外管的内壁之间为流道，所述金属内管的内壁之内构成吸收腔，金属内管的内壁上具有氧化黑色层或者高吸收率的黑色涂层，所述轴向缝上覆盖有透明玻璃，所述金属外管外还包覆有第一保温隔热层和第二保温隔热层，所述透明玻璃的边部插装在第一保温隔热层和第二保温隔热层之间，所述第一联结头和第二联结头分别固定在套管体的两端，所述第一联结头和第二联结头均具有液流口，液流口与流道连通。

所述金属内管的缝沿处与金属外管对应的缝沿处焊接在一起而形成密封边。

所述金属内管的内壁上的氧化黑色层是高温处理的氧化黑色层。

所述金属内管的内壁上的高吸收率的黑色涂层是高吸收率的高温黑色涂层。

所述透明玻璃是低发射率、高透过率的透明玻璃。

所述流道内设有传热肋片，所述传热肋片设在金属内管和/或金属外管上。

所述金属内管两端均具有第一球头，所述第一联结头和第二联结头上均具有相应的第二球头，第一球头与第二球头之间形成一定液流缝隙，液流缝隙两端分别连通相应的液流口和流道。

所述轴向缝的面积为吸收腔的横截面面积的5~20%。

所述套管体的两端固定有第一管体联结法兰和第二管体联结法兰，第一联结头和第二联结头上分别具有第一联结法兰和第二联结法兰，第一联结法兰和第二联结法兰分别与相应的第一管体联结法兰和第二管体联结法兰固定连接。

所述金属外管外还包覆有第一保温隔热层和第二保温隔热层。

采用上述技术方案后，由于所述金属内管和金属外管的对应位置均开有轴向缝，金属内管的缝沿处与金属外管对应的缝沿处形成密封边，使金属内管和金属外管成为一套管体，因此，取消了现有技术的玻璃-金属管之间的密封工艺和高温选择性吸收涂层，从而克服了玻璃-金属真空太阳能集热管密封工艺复杂、结构复杂及接收器吸热管周向温度分布不均匀问题；再由于所述金属内管的外壁与金属外管的内壁之间为流道，所述金属内管的内壁之内构成吸收腔，金属内管的内壁上具有氧化黑色层或者高吸收率的黑色涂层，所述轴向缝上覆盖有透明玻璃，所述金属外管外还包覆有第一保温隔热层和第二保温隔热层，所述透明玻璃的边部插装在第一保温隔热层和第二保温隔热层之间，因此，使用时，太阳光经从太阳能集热管的轴向缝处的透明玻璃进入吸收腔，由金属内管的内管壁吸收太阳能而升温，流道内的介质（如水、油）与金属内管进行流动换热，金属内管将吸收的太阳能传给流体介质，提高介质的出口温度；吸收腔内的内壁上具有氧化黑色层或者高吸收率的黑色涂层，因而太阳光吸收率高；透明玻璃以及第一保温隔热层和第二保温隔热层可以有效降低吸收腔的对外界的散热，提高了吸收腔的温度和吸热效率。本发明不仅制造简单，成本低，可以大规模生产，而且具有热效率与玻璃-金属真空太阳能集热管相当，工作范围和应用场合宽等优点。

附图说明

以下结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的太阳能集热管的结构正视图。