本实用新型专利技术涉及一种采用复合材料内管的太阳能真空集热管，属于太阳能利用技术领域。本实用新型专利技术公开了一种采用复合材料内管的太阳能真空集热管，包括玻璃套管、同轴安装在玻璃套管中心的内管，以及位于二者之间的过渡连接部件，内管外壁涂有选择性吸收涂层，玻璃套管与内管之间是真空层，内管由复合材料构成，通过过渡连接部件与玻璃套管密封粘接；太阳能真空集热管不包含金属波纹管。本实用新型专利技术采用与玻璃套管膨胀系数接近的复合材料内管，成本较低；而且没有使用波纹管，避开了成本高、工艺复杂的可伐封接，以简单易行的密封粘接取而代之，因此进一步降低了制造工艺难度和成本，有助于推动海水淡化、槽式热发电技术的产业化进程。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种太阳能真空集热管，尤其是一种采用复合材 料内管的太阳能真空集热管真空集热管，属于太阳能利用
技术介绍
日益严峻的能源短缺和环境污染问题促使太阳能利用技术加速 发展，二十一世纪太阳能利用已成为发展最快的产业之一，各个国家纷纷将其作为可持续发展的重要战略内容。太阳能作为理想的可再生 能源受到了世界各国的广泛重视，发展太阳能利用技术已成为各个国 家可持续发展的重要战略。太阳能热利用技术获得了长足的发展，包 括太阳能直接热利用、太阳能海水淡化和太阳能热发电，其中太阳能 热水器形成了较大的产业规模，太阳能热发电技术已处于商业化前 夕。太阳能真空集热管是太阳能热水工程、槽式太阳能热发电等系统 中的核心部件，其中太阳能热水工程所用的真空管已经获得大规模推 广应用，但是其产生的热源温度较低，而诸如太阳能海水淡化(如120。C以上的热源用于蒸馏等)、槽式太阳能热发电(需加热工质到 30(TC以上)等需要应用较高温度的热源。其中槽式太阳能热发电因 其广阔的商业化前景备受世人瞩目，所谓太阳能槽式热发电系统，是 将多个跟踪太阳的槽型抛物面聚光器聚焦太阳光，加热集热管内的工 质，通过热交换产生过热蒸汽，驱动汽轮发电机组发电，其中集热管 是核'"、部件。目前太阳能槽式热发电技术是世界各国争相研究的热点 之一，美国、以色列、澳大利亚、德国等国已建设了若干实验系统或者商业化示范系统。以最为典型的80MW装机容量的SEGSWI电站为例， 其集热管是真空管环形接收器，不锈钢管装在同心圆柱形玻璃套内， 玻璃管内保持真空以减少热损失，不锈钢管表面采用》兹控溅射涂覆高 温选择性吸收涂层，集热金属管和玻璃套管的热膨胀系数差异明显， 因此采用波紋管连接，波紋管和玻璃套管间采用可伐合金(一种既可 与金属焊接、也可与玻璃熔接的特殊合金)封接，这种槽式热发电用 高温集热管封接技术目前仅由德、以色列等国家的少数厂家掌握。检索发现，申请号为031588328的中国专利技术专利申请公开了一种 太阳能用吸热管，该专利申请通过结构改进，提出了一种更为耐用的 吸热管。然而，其中仍然离不开可伐合金封接——即玻璃一金属一过 渡件。申请人在以前的研究中，也设计过采用可伐合金封接的技术方 案，但经过实践和进一步研究发现，含有可伐合金封接结构的技术方 案存在以下不足之处 一是由于采用可伐合金将玻璃套管和波紋管封 接加工的工艺复杂，成本居高不下；二是玻璃管和可伐合金封接处因 为存在应力等原因，容易破裂或真空失效。
技术实现思路
本技术的目的在于针对以上现有技术存在的缺点，提出一 种采用复合材料内管的太阳能真空集热管，从而简化结构和工艺，不 需要使用波紋管，仅通过粘接即可实现真空密封。为了实现上述目的，本技术的总体技术方案是 一种采用复 合材料内管的太阳能真空集热管，包括玻璃套管、同轴安装在玻璃套 管中心的内管，以及位于二者之间的过渡连接部件，所述内管外壁涂 有选择性吸收涂层，所述玻璃套管与内管之间是真空层，其改进之处是所述内管由与玻璃套管线膨胀系数接近的复合材料构成，通过过渡连接部件与玻璃套管密封粘接。其中的复合材料可采用玻璃纤维增强塑料。为了提高其导热系 数，复合材料中可添加导热性能优良的金属粉或者金属氧化物粉。上述技术方案没有采用膨胀系数较大的金属内管，而是采用与玻璃套管膨胀系数接近或相同的复合材料内管，成本较低；而且没有使 用波紋管，避开了成本高、工艺复杂的可伐封接，以简单易行的密封 粘接取而代之，.因此进一步降低了制造工艺难度和成本。本技术 应用前景广阔，不仅可以用于太阳能热水工程中替代玻璃真空管，内 管不会^5皮裂；也可以产生100。C-150。C的热源，用于太阳能海水淡化 系统中；采用特定的复合材料内管和封接工艺，本技术还可以用 于300。C以上的槽式太阳能热发电系统中。以下结合附图和典型实施例对本技术做进一步说明。 :附图说明图1为本技术实施例一的结构示意图。 图2为本技术实施例二的结构示意图。 图3为本技术实施例三的结构示意图。 图4为本技术实施例四的结构示意图。具体实施方式实施例一本实施例的结构如图1所示，该太阳能真空集热管包括玻璃套管 1、同轴安装在玻璃套管中心的内管2，以及位于二者之间的过渡连 接部件，内管2外壁涂有选择性吸收涂层3,玻璃套管1与内管2之间形成真空层4。内管2由复合材料构成，通过过渡连接部件与玻璃 套管1密封粘接。该太阳能真空集热管无需金属波紋管。本实施例中的复合材料采用玻璃纤维增强塑料。为了提高其导热 系数，其中添加导热性能优良的金属粉或者金属氧化物粉。内管由与 玻璃套管的线膨胀系数接近的玻璃纤维增强塑料制成，如果选择适当 的配方，玻璃纤维增强塑料的线膨胀系数可与玻璃套管相同、或接近。 两者线膨胀系数不难通过试验确定，以不产生受热应变泄漏为准，通 常两者线膨胀系数之差小于20%即可。过渡连接部件的具体结构如图1所示，玻璃套管1 4艮据需要制成 向外翻边，楔形玻璃纤维增强塑料垫块5粘接在内管2上，楔形硅橡 胶垫6与楔形玻璃纤维增强塑料垫块5配合粘接，另一側粘接在玻璃 备管1内侧，弧形玻璃纤维增强塑料块7粘接在楔形硅橡胶垫6、楔 形玻璃纤维增强塑料垫块5、玻璃套管1上。硅橡胶垫18配合粘接 在玻璃套管1外侧，带有外螺紋的外圆钢套8与硅橡胶垫18粘接， 外压紧钢套9旋在外圆钢套8上压紧硅橡胶垫18，使得弧形玻璃纤 维增强塑料块7压紧楔形硅橡胶垫6和楔形玻璃纤维增强塑料垫块5, 实现粘接密封和压紧密封双重密封。为了实现进一步密封，防止玻璃套管1和复合材料内管2之间线 膨胀系数的差别出现漏气现象，可在压紧钢套9上焊接弹性钢套10， 弹性钢套10另一端粘接在复合材料内管2上，以弹性钢套10的微小 变形解决玻璃套管1和复合材料内管2之间线膨胀系数的差别问题。 恭实上，只要配方得当，玻璃套管1和复合材料内管2之间线膨胀系 薮的差别影响很小，弹性钢套10可以省略。还可以进一步在复合材 料内管2上粘接内圆钢套11,内压紧钢套12旋合在内圆钢套11上。 内血紧钢套12还焊接有法兰翻边，通过螺栓16实现两根真空集热管之间的连接，法兰中间垫有密封圈14，法兰和螺栓16外部套有密封 套环19。为了保护粘接处，并更进一步实现密封，在硅橡胶垫18、 外圓钢套8、外压紧钢套9、弹性钢套10上增加一密封套15，起到 加强密封结合部的作用。实施例二如图2所示，本实施例对实施例一进行了简化其中的过渡连接 部件20呈"F"形，首选材料是与内管2同材质的玻璃纤维增强塑料。 玻璃套管1嵌套于"F"形过渡连接部件卡槽中，通过粘接材料密封粘 接；另 一端通过缠绕融合或粘接的方式将"F"形过渡连接部件20与同 材质的玻璃纤维增强塑料内管2融为一体，既增加了粘4妄强度，又可 以起到密封作用。为了防止玻璃套管1和复合材料内管2之间线膨胀 系数的差别出现漏气现象，可将"F"形过渡连接部件20制成波浪型， 以期微小变形解决玻璃套管1和复合材料内管2之间线膨胀系数的差 别问题。另外"F"形过渡连接部件20也可选用不锈钢等金属材料。 在连接部件20与玻璃套管1和连接部件20与内管2的连接处均套有 密封套15，起到加强密封结合本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用复合材料内管的太阳能真空集热管，包括玻璃套管、同轴安装在玻璃套管中心的内管，以及位于二者之间的过渡连接部件，所述内管外壁涂有选择性吸收涂层，所述玻璃套管与内管之间是真空层，其特征在于：所述内管由复合材料构成，通过过渡连接部件与玻璃套管密封粘接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张耀明，孙利国，王军，金宝升，张振远，许志龙，张华，陈强，刘晓晖，
申请(专利权)人：张耀明，东南大学，南京中材天成新能源有限公司，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]
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