用于槽式线聚焦太阳能集热器的热管接收器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于槽式太阳能集热器的热管接收器。本发明专利技术结构是玻璃套管由钨组玻璃制成，一端封闭一端开口，玻璃－金属过渡密封件由钼组玻璃管与可伐合金环熔焊制成，吸热热管通过金属连接环与玻璃－金属过渡密封件的可伐合金环一端焊接，玻璃套管与玻璃－金属过渡密封件的钼组玻璃管一端熔接，热管与玻璃套管之间形成真空层。本发明专利技术解决了现有技术中存在的要求玻璃套管与可伐合金的热膨胀系数严格匹配所造成接收器制造困难，成本较高的缺陷。本发明专利技术具有成本低、寿命长等效果，不再受制于玻璃套管的膨胀系数要与可伐合金环严格匹配的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能集热装置，特别涉及一种用于槽式太阳能集热器的热 管接收器。技术背景槽式线聚焦太阳能集热器有复合抛物面集热器、抛物面槽式集热器等形式， 会聚比一般在1. 5~80，工作温度范围为100。C-50(TC。接收器将聚光器会聚的 太阳光转化为热能，是槽式太阳能集热器的核心部件。接收器的可靠性决定了槽 式太阳能集热器的可靠性；提高接收器的热效率是提高槽式太阳能集热器集热效 率的关键；槽式太阳能集热器成本太高制约了其大规模推广，降低接收器成本是 降低槽式太阳能集热器成本的重要途径。影响接收器可靠性和热效率的一个重要因素就是接收器中真空的保持， 一旦 接收器真空被破坏，选择性吸收涂层将被损坏，接收器内对流换热急剧增强，严 重时将导致接收器失效。接收器真空保持的难点是玻璃与金属的密封。在本专利技术之前，可伐合金与钼组玻璃密封的可靠性和耐久性已经在电子工业 中得到了应用；申请号200610076673.0的中国专利技术专利申请公开了一种中高温 太阳能集热管玻璃端盖封装结构及制造工艺，封装结构由不同结构的玻璃端盖和 对应的铁镍合金可伐件等结构组成。此外，申请号200610098390. 6的中国专利技术 专利申请公开了一种熔封式热管真空集热管，该集热管中金属法兰盘的周边通过 可伐合金环与玻璃外管口熔封。但是，上述现有技术中接收器的玻璃套管与金属管或热管之间直接通过可伐 合金密封连接，要求玻璃套管与可伐合金的热膨胀系数严格匹配，而且要保证玻 璃管有较高的透光率，需采用特殊配方的玻璃制造，导致成本居高不下，加工难 度也很大，造成接收器制造困难，成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构简单、可靠性高、使用寿命长、价格便宜的 用于槽式线聚焦太阳能集热器的热管接收器。本专利技术的技术方案是用于槽式线聚焦太阳能集热器的热管接收器，玻璃套管内为真空层，吸热热 管插于玻璃套管内，吸热热管内充有工作液体，吸热热管外表面覆盖有耐高温选 择性吸收涂层，吸热热管露出玻璃套管的部分设有冷凝段，冷凝段位于冷却流体 通道内，并与冷却流体通道密封连接，其主要技术特征在于玻璃套管由鴒组玻璃 制成， 一端封闭，另一端开口，玻璃-金属过渡密封件由钼组玻璃管与可伐合金 环熔焊制成，吸热热管通过金属连接环与玻璃-金属过渡密封件的可伐合金环一 端焊接，玻璃套管与玻璃-金属过渡密封件的钼组玻璃管一端熔接，热管与玻璃 套管之间形成真空层。本专利技术的优点和效果在于玻璃套管采用钨组玻璃制造，玻璃-金属过渡密封 件由钼组玻璃管与可伐合金环熔焊制成，吸热热管通过金属连接环与玻璃-金属 过渡密封件的可伐合金环一端焊接，玻璃套管与玻璃-金属过渡密封件的钼组玻 璃管一端熔接，使热管与玻璃套管之间形成密封真空层。解决了已有接收器中玻 璃套管的膨胀系数要与可伐合金环严格匹配的问题，而且鴒组玻璃的成本较低, 常见的95玻璃、BJ-40玻璃的透光率都比较高。采用热管作为接收器吸热热管， 吸热热管位于玻璃套管封闭端的那一端可在金属托环支架上自由伸缩，使玻璃套 管和吸热热管的底部与端头都是自由端，在承受辐射热时，各自可以自由膨胀， 彼此互不影响，不会产生因变形不同而产生的热应力，故也就不需要设置膨胀节， 结构更为简单，节约了制造成本，也增长了使用寿命。本专利技术适用于槽式线聚焦 太阳能集热器的热管接收器，根据槽式聚焦器设计的会聚比的不同，可以获得 100°C ~ 500。C范围内的温度，在此温度条件下，吸热热管可以直接将冷水加热成 热水或者产生25(TC以上的过热蒸汽用于发电，也可产生饱和蒸汽作为其它用途。 附图说明图1——本专利技术实施例1的结构示意图。 图2——本专利技术实施例2的结构示意图。 图3~~—本专利技术实施例3的结构示意图。 图4——本专利技术实施例4的结构示意图。 图5——图4的A-A剖面图。图6——第一种玻璃-金属过渡密封件的结构示意图。 图7—一第二种玻璃-金属过渡密封件的结构示意图。图8—_第一种玻璃-金属过渡密封件的结构示意图。图9__第一种玻璃-金属过渡密封件的结构示意图。图10—_冷凝段与冷流体联箱管的连接示意图。具体实施方式 实施例1:本实施例的用于槽式线聚焦太阳能集热器的热管接收器具体结构如图1所 示，包括玻璃套管:l、吸热热管2、冷却流体通道3、玻璃-金属过渡密封件4。 玻璃套管1由钨组玻璃制成， 一端封闭，另一端开口，开口一端烧制弧形缩口， 玻璃-金属过渡密封件4由钼组玻璃管13与可伐合金环14熔焊制成，吸热热管 2插于玻璃套管1内，吸热热管2露出玻璃套管1的部^i殳有冷凝段8,冷凝段 8位于冷却流体通道3内，冷凝段8上焊有金属环10，金属环10与冷却流体通 道3密封连接，吸热热管2在玻璃套管1开口端的上部焊有金属连接环9,通过 金属连接环9与玻璃-金属过渡密封件4的可伐合金环14 一端焊接，玻璃套管1 与玻璃-金属过渡密封件4的钼组玻璃管13 —端熔接，使热管2与玻璃套管1之 间形成密封真空层。玻璃套管1上设有抽真空封口管7，抽真空封口管7用于将 玻璃套管1内抽成真空后封闭。吸热热管2位于玻璃套管1封闭端的那一端设有 托环支架5，托环支架5与吸热热管2活动连接，吸热热管2—端可支于托环支 架5上并可自由伸缩。吸热热管2伸入玻璃套管1部分的外壁上涂有耐高温的选 择性吸收涂层6，如金属陶资膜等，吸热热管2可以采用不同的管壳材料(工作 温度低于200。C时，管壳材料选用铜或碳钢，工作温度高于20(TC,管壳材料选 用碳钢或不锈钢)及不同的内部工作液体11，工作液体ll为水、萘、导热姆-A、 导热姆-E、 N-曱基吡咯烷酮、联苯醚、汞中的任一种，但要与管壳材料相容。由 于玻璃套管1和吸热热管2的底部端头都是自由端，在承受辐射热时，各自可以 自由膨胀，彼此互不影响，不会产生因变形不同而产生的热应力。为了便于连接， 提高连接段的可靠性，玻璃-金属过渡密封件4可以制成直通形的、带弧形缩口 的，玻璃-金属过渡密封件4的可伐合金环可以制成普通圆环和截面为L形的圆 环，其示意图如图6-9所示。吸热热管2内部可设吸液芯12,也可不设吸液芯 12，吸液芯12为丝网吸液芯或沟槽吸液芯或烧结吸液芯或丝网吸液芯、沟槽吸 液芯与烧结吸液芯中的任何两种组合成的复合吸液芯。玻璃-金属过渡密封件4 外设屏蔽罩15,屏蔽軍15罩住可伐合金环14与钼组玻璃管13熔焊处以及可伐合金环14与金属连接环9的焊接处，屏蔽罩15可以有效防止聚焦后的太阳光照 射到密封处，防止密封处受辐射后温度升高热应力增大。本实施例的工作过程如下，如图l所示，吸热热管2是一种高效传热元件， 吸热热管2的大部分同轴插入在玻璃套管1的内部，它的外表面有耐高温选择性 吸收涂层6，由槽式太阳能集热器反射板反射会聚的太阳能穿过玻璃套管1落在 耐高温选择性吸收涂层6上。根据抛物面槽式集热器在设计时采用不同的会聚比 可以得到不同的聚焦温度。当吸热热管2的外壁耐高温选择性吸收涂层6达到一 定温度后，热量通过吸热热管2的管壁达到管壁内部的吸液芯12，吸液芯12内 含有工作液体ll,工作液体ll汽化为蒸汽，汽化的同时吸收了管壁导入的太阳 能，工作液体11的蒸汽流向吸热热管2的冷凝段8,由于冷凝段8是处于冷却 流体通道3内，吸热热本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于槽式线聚焦太阳能集热器的热管接收器，玻璃套管内为真空层，吸热热管插于玻璃套管内，吸热热管内充有工作液体，吸热热管外表面覆盖有耐高温选择性吸收涂层，吸热热管露出玻璃套管的部分设有冷凝段，冷凝段位于冷却流体通道内，并与冷却流体通道密封连接，其特征在于玻璃套管由钨组玻璃制成，一端封闭，另一端开口，玻璃－金属过渡密封件由钼组玻璃管与可伐合金环熔焊制成，吸热热管通过金属连接环与玻璃－金属过渡密封件的可伐合金环一端焊接，玻璃套管与玻璃－金属过渡密封件的钼组玻璃管一端熔接，热管与玻璃套管之间形成真空层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张红，战栋栋，刘赟，许辉，陶汉中，陈兴元，庄骏，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]