聚光真空管以及高聚光比槽式集热装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种聚光真空管以及高聚光比槽式集热装置，属于太阳能集热装置领域，用以解决传统的槽式集热装置存在聚光比低，进而导致槽式集热装置的取热温度低等问题。本发明专利技术所述的聚光真空管，通过将弧形反光板安装于管接头上以避免与玻璃套管内壁接触，以此避免在聚光过程中由于弧形反光板温升过高而造成对玻璃套管的破坏，进而确保了集热真空管能有效地承受经初次聚光后具有一定聚光比的光线的照射，并对其进行二次反射聚集，最终实现高聚光比的目的。而本发明专利技术所述的槽式集热装置，通过采用本发明专利技术所述的聚光真空管，并通过将太阳光先后经过第一次反射聚集和第二次反射聚集，可以有效地实现高聚光比的目的；通常可达到300‑1000倍的聚光比。

Concentrator vacuum tube and high concentration ratio trough type collector

The invention discloses a light gathering vacuum tube and a high concentration ratio slot type heat collecting device, which belongs to the field of solar energy collecting device, which is used to solve the problem of low concentration ratio of the traditional trough type heat collecting device, and the heat extraction temperature of the trough type heat collecting device. The vacuum tube of the present invention is to avoid contact with the inner wall of the glass casing by installing the arc reflector on the pipe joint to avoid the damage to the glass casing in the light gathering process due to the high temperature rise of the arc reflective plate, thus ensuring that the heat collecting vacuum tube can bear the effect of the initial gathering. The concentration of light is compared with that of light, and two times of reflection and aggregation are carried out to achieve high concentration ratio. By adopting the spotlight vacuum tube described in the invention and through the first reflection aggregation and second reflection aggregation of the sun light, the aim of the high concentration ratio can be effectively realized, and the fusion ratio of 300 and 1000 times is usually reached.

【技术实现步骤摘要】
聚光真空管以及高聚光比槽式集热装置
本专利技术涉及太阳能集热装置领域，尤其涉及一种用于太阳能集热的聚光真空管以及高聚光比槽式集热装置。
技术介绍
目前，已经成熟的太阳能光热发电有槽式、塔式和碟式(盘式)三种形式的集热装置，但因成本过高都不具备商业运营条件。其中，具有发展前景的主要为槽式、塔式两种形式。即槽式、塔式两种形式有可能通过技术突破具备商业运营条件。塔式集热装置的优势是：聚光比高，一般可达200-1000倍的聚光比，从而取热温度高，一般可达700-1200℃，可以利用低成本的熔岩蓄热系统和高效率的发电机组等进行热能利用。但是其瓶颈是：集热系统效率低，成本过高。传统的槽式集热装置的优势是：集热系统效率高，成本低。但是其瓶颈是：聚光比低，通常只能达到20-70倍的聚光比，其主要原因是由于在反射聚光过程中存在一定的散射问题，以及由于槽式反光板自身的制造精度等，造成在单次聚光后只能形成具有一定宽度的光带，进而导致聚光比无法进一步提高。而且传统槽式集热装置内的集热真空管也无法承受高聚光比情况下的温度，因而集热真空管的性能也进一步限制了槽式集热装置提高聚光比的技术突破。最终，导致传统槽式集热装置的取热温度低，一般只有200-400℃，相应的会导致其蓄热系统成本高，发电机组效率低等问题。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：传统的槽式集热装置存在聚光比低，进而导致槽式集热装置的取热温度低等问题；拟提供一种可承受高聚光比的集热真空管以及由此所组成的高聚光比槽式集热装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：聚光真空管，包括玻璃套管、集热管和弧形反光板，在玻璃套管的端部设置有管接头，所述管接头将玻璃套管的端部封堵，并在玻璃套管内部形成真空区；所述集热管的主体部分设置于玻璃套管内，集热管的端头从相应端的管接头处穿出；所述弧形反光板设置于玻璃套管内，弧形反光板通过其端部固定安装在所述管接头上，所述弧形反光板用于将光线反射聚集至所述集热管上。进一步的是：在弧形反光板与玻璃套管之间设置有间隙。进一步的是：所述集热管的轴线与所述弧形反光板的焦点线重合。进一步的是：在集热管的外表面设置有一层耐热金属密网编织体或陶瓷吸热材料；在弧形反光板的背侧面设置有光伏太阳能贴膜层。进一步的是：所述玻璃套管的两端分别设置有管接头，并且集热管的两端端头从相应端的管接头处穿出，弧形反光板的两端端头分别固定安装在相应端的管接头上。进一步的是：所述玻璃套管的内径与所述集热管的外径之比为20～50倍。另外，本专利技术还提供一种高聚光比槽式集热装置，其包括上述本专利技术所述的聚光真空管，还包括槽式反光板，支架和弧形回光板，所述弧形回光板通过支架安装在所述槽式反光板的集光路径上，所述聚光真空管安装在弧形回光板的反射光路径上。进一步的是：所述槽式反光板用于将太阳光进行第一次反射聚集并得到聚集光线，所述弧形回光板用于将经槽式反光板聚集后的聚集光线反射至聚光真空管，并且经弧形回光板反射后将所述聚集光线转换为二次平行光线，所述二次平行光线经聚光真空管内的弧形反光板第二次反射聚集至集热管上。进一步的是：在弧形回光板开口的侧边分别向外延伸地设置有光伏太阳能板。进一步的是：所述光伏太阳能板向外延伸的长度L不大于弧形回光板的曲率半径。进一步的是：弧形回光板的曲率与槽式反光板的曲率相同；弧形回光板的反射面与槽式反光板的反射面相向设置，并且二者的焦点线重合。进一步的是：聚光真空管位于弧形回光板和槽式反光板之间距离的1/7～1/5处，且位于靠近弧形回光板一侧。进一步的是：弧形回光板的弦长为槽式反光板的弦长的1/70-1/30。本专利技术的有益效果是：本专利技术所述的聚光真空管，其用于对已经过初次反射聚集后的太阳光进行二次反射聚集，以此实现对太阳光达到高聚光比的目的，并且本专利技术中通过将弧形反光板安装于管接头上以避免与玻璃套管内壁接触，以此避免在聚光过程中由于弧形反光板温升过高而造成对玻璃套管的破坏，进而确保了集热真空管能有效地承受经初次聚光后具有一定聚光比的光线的照射，并对其进行二次反射聚集，最终实现高聚光比的目的。另外，通过采用本专利技术所述的槽式集热装置，其将太阳光先后经过第一次反射聚集和第二次反射聚集，可以有效地实现高聚光比的目的；通常可达到300-1000倍的聚光比；因此可以有效的提高集热装置的取热温度，进而降低配套的蓄热系统成本以及提高发电机组等能源利用设备的效率。另外，通过合理的设置各参数尺寸以及增加光伏太阳能板、光伏太阳能贴膜层等，可以最大限度的降低资源浪费，达到最佳的集热效率。附图说明图1为本专利技术所述的聚光真空管的示意图；图2为图1中沿A-A界面的剖视图；图3为本专利技术中所述的高聚光比槽式集热装置的立体示意图；图4为本专利技术中所述的高聚光比槽式集热装置的侧视图；图5为弧形回光板局部的立体示意图；图6本专利技术中所述的高聚光比槽式集热装置的光线轨迹示意图；图7为图6中局部区域A的放大示意图；图8为图7中局部区域B的放大示意图；图中标记为：聚光真空管1、玻璃套管11、集热管12、弧形反光板13、管接头14、槽式反光板2，支架3、弧形回光板4、太阳光5、聚集光线6、二次平行光线7、光伏太阳能贴膜层8、光伏太阳能板9、支座10。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。本专利技术中所述的高聚光比指的是在槽式集热装置领域，相对于传统的槽式集热器而言，本专利技术所述的槽式集热器的聚光比可达到明显高于传统槽式集热器的效果；例如相对于自然的太阳光而言，本专利所述的槽式集热器的聚光比最终可达到200-1000倍的聚光比，其即可理解为明显高于传统槽式集热器的20-70倍的聚光比。如图1至图8中所示，本专利技术所述的聚光真空管，包括玻璃套管11、集热管12和弧形反光板13，在玻璃套管11的端部设置有管接头14，所述管接头14将玻璃套管11的端部封堵，并在玻璃套管11内部形成真空区；所述集热管12的主体部分设置于玻璃套管11内，集热管12的端头从相应端的管接头14处穿出；所述弧形反光板13设置于玻璃套管11内，弧形反光板13通过其端部固定安装在所述管接头14上，所述弧形反光板13用于将光线反射聚集至所述集热管12上。其中，弧形反光板13为安装在管接头14上，而非直接设置在玻璃套管11上。上述设置的目的是由于在高聚光比的情况下，弧形反光板13自身的温升将非常高，若直接与玻璃套管11接触，容易造成对玻璃套管11的损坏，这也是传统的集热真空管无法在高聚光比条件下使用的主要原因。同时通过将弧形反光板13设置在套管内，同时利用套管内真空环境的情况，有效地隔绝了弧形反光板13对玻璃套管11的温度影响，进而确保了整个集热真空管在高聚光比条件下的有效性。更具体的，在安装弧形反光板13后，应当在弧形反光板13与玻璃套管11之间设置有足够的间隙以避免弧形反光板13和玻璃套管11内壁接触；例如设置二者之间最小间隙3-10mm。而位于玻璃套管11端部的管接头14，其作用主要有以下几点：第一、用于封端玻璃套管11的端部，以在玻璃套管11内通过抽真空而形成真空环境；第二、用于安装并支撑弧形反光板13和集热管12等部件；第三、还可通过将多根玻璃套管11通过其管接头14进行串联，以形成整根更长的集热管。另外，集热管12是用于接收经本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.聚光真空管，其特征在于：包括玻璃套管(11)、集热管(12)和弧形反光板(13)，在玻璃套管(11)的端部设置有管接头(14)，所述管接头(14)将玻璃套管(11)的端部封堵，并在玻璃套管(11)内部形成真空区；所述集热管(12)的主体部分设置于玻璃套管(11)内，集热管(12)的端头从相应端的管接头(14)处穿出；所述弧形反光板(13)设置于玻璃套管(11)内，弧形反光板(13)通过其端部固定安装在所述管接头(14)上，所述弧形反光板(13)用于将光线反射聚集至所述集热管(12)上。

【技术特征摘要】
1.聚光真空管，其特征在于：包括玻璃套管(11)、集热管(12)和弧形反光板(13)，在玻璃套管(11)的端部设置有管接头(14)，所述管接头(14)将玻璃套管(11)的端部封堵，并在玻璃套管(11)内部形成真空区；所述集热管(12)的主体部分设置于玻璃套管(11)内，集热管(12)的端头从相应端的管接头(14)处穿出；所述弧形反光板(13)设置于玻璃套管(11)内，弧形反光板(13)通过其端部固定安装在所述管接头(14)上，所述弧形反光板(13)用于将光线反射聚集至所述集热管(12)上。2.如权利要求1所述的聚光真空管，其特征在于：在弧形反光板(13)与玻璃套管(11)之间设置有间隙。3.如权利要求1所述的聚光真空管，其特征在于：所述集热管(12)的轴线与所述弧形反光板(13)的焦点线重合。4.如权利要求1所述的聚光真空管，其特征在于：在集热管(12)的外表面设置有一层耐热金属密网编织体或陶瓷吸热材料；在弧形反光板(13)的背侧面设置有光伏太阳能贴膜层(8)。5.如权利要求1所述的聚光真空管，其特征在于：所述玻璃套管(11)的两端分别设置有管接头(14)，并且集热管(12)的两端端头从相应端的管接头(14)处穿出，弧形反光板(13)的两端端头分别固定安装在相应端的管接头(14)上。6.如权利要求1至5中任意一项所述的聚光真空管，其特征在于：所述玻璃套管(11)的内径与所述集热管(12)的外径之比为20～50倍。7.高聚光比槽式集热装置，其特征在于：包括上述权利要去1-6中任意一项所述的聚光真空管(1)，还包括槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈川，
申请(专利权)人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51