一种槽式太阳能真空集热管的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种槽式太阳能真空集热管，属于太阳能光热发电应用技术领域。目前还没有一种性能可靠，能减少反射光能量损失的槽式太阳能真空集热管。本实用新型包括玻璃外管和金属内管，所述金属内管位于玻璃外管内，所述玻璃外管的两端分别和金属内管的两端固定，在玻璃外管和金属内管之间形成环状真空腔，其特点在于：还包括银膜层，所述银膜层位于玻璃外管的内壁，该银膜层的面积小于等于玻璃外管内壁面积的一半。本实用新型的结构设计合理，性能可靠，能减少反射光能量损失。
【专利说明】
一种槽式太阳能真空集热管
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种槽式太阳能真空集热管，主要用于槽式发电系统集热子系统装备方面，属于太阳能光热发电应用技术领域。
【背景技术】
[0002]太阳能光热发电是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过导热介质带走，并由换热装置产生蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。槽式太阳能光热发电系统是指利用槽型抛物面反射镜将太阳光聚焦到集热器对传热介质加热，在换热器内产生蒸汽，推动汽轮机带动发电机发电的系统。槽式太阳能发电是重要的光热发电模式，也是目前商业化程度最高的光热发电模式。太阳能光热发电系统主要由聚光子系统、集热子系统、蓄热子系统、发电子系统等部分组成。槽式真空集热管属于槽式太阳能光热发电系统中的集热子系统。
[0003]相比塔式太阳能光热发电系统，槽式太阳能光热发电系统中的集热子系统(集热管)分散排开，面积较大，为了减少对流带来的热损耗，一般都采用真空保温，且把内管做的较细，减少散热面积。目前商业化的真空集热管的金属内管直径一般在70_左右，玻璃外管在115mm左右，而聚光单元的截光口径一般为5?7米，为了提高集热效率，要求将聚光单元反射的光95%以上都汇聚到70mm的狭长区域，因此对于聚光系统的钢结构的强度、反射镜的面型精度、安装精度、驱动系统的跟踪精度，都有很高的要求，这就大大增加了装备制造的难度，使得成本一直居高不下，这个问题一直制约着槽式电站在我国的商业化进程。因此，急需寻找一种新型的解决办法去处理这个矛盾。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的槽式太阳能光热发电系统中反射光容易偏出，且对系统聚光精度要求高的问题，而提供一种结构设计合理，性能可靠，能减少反射光能量损失的槽式太阳能真空集热管。
[0005]本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是:该槽式太阳能真空集热管包括玻璃外管和金属内管，所述金属内管位于玻璃外管内，所述玻璃外管的两端分别和金属内管的两端固定，在玻璃外管和金属内管之间形成环状真空腔，其结构特点在于:还包括银膜层，所述银膜层位于玻璃外管的内壁，该银膜层的面积小于等于玻璃外管内壁面积的一半。
[0006]作为优选，本实用新型所述银膜层和玻璃外管内壁之间还设置有用于延长银膜层寿命的过渡膜层。在镀制银膜层之前，需镀制一层或多层过渡膜层，作为玻璃和银之间的缓冲层，以延长银膜层的寿命。过渡膜层镀制的区域应比银膜层的大，且包含银膜层覆盖区域。
[0007]作为优选，本实用新型所述银膜层上设置有用于防止银膜层因刮擦而损坏且减少从银膜层中逸出气体量的保护膜层。
[0008]作为优选，本实用新型所述玻璃外管的外壁设置有用于保护玻璃外管外侧、增加抗紫外辐射能力和自清洁能力的过渡膜层。镀制过渡膜层的时候，不局限于镀银的区域，可以镀满整个玻璃外管的内壁，且在不增加工艺流程复杂性的前提下，也可同时在玻璃外管的外壁镀上过渡膜层。
[0009]作为优选，本实用新型在沿玻璃外管径向方向上的横截面中，所述银膜层的弧长占玻璃外管内壁圆周长度的三分之一。在减少银的消耗和增加反射效果之间寻求最佳折中。
[0010]作为优选，本实用新型所述玻璃外管的两端分别和金属内管的两端通过熔封固定。
[0011]作为优选，本实用新型所述过渡膜层的材质为Ti02。使用溶胶凝胶法，将过渡膜层镀到玻璃外管上，同时可起到保护玻璃外管外侧，增加抗紫外辐射和自清洁能力的作用。
[0012]作为优选，本实用新型所述银膜层到玻璃外管的两个端部均存在用于防止在玻璃外管的两端分别和金属内管的两端进行熔封时的高温对银膜层带来影响的安全间距。银膜层区域离玻璃外管两端有一定距离，防止熔封时候的高温对银膜层带来影响。
[0013]作为优选，本实用新型可以增加环状真空腔中气体吸附剂的量，确保从银膜层脱附的气体不对真空度带来太大的影响。
[0014]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果:对玻璃外管内侧局部区域做镀银处理形成银膜层，使得漏出的光线得以反射到金属内管上，增加了二次反射，减少了反射光能量的损失，改善了集热管的性能，并由此降低了聚光装备(聚光构架和反射曲面)和跟踪系统精度的要求，有利于降低槽式系统的单位造价，从而推动槽式系统商业化进程。同时，二次反射使得金属管的温度更为均匀，降低了温度梯度，减少了应力。此外，在镀制过渡膜层时候，在不明显增加成本的情况下，同时在玻璃管外侧也镀制一层有益的过渡膜层，增加集热管自清洁能力和抗紫外线能力，进一步提高产品性能。镀银的面积根据聚光子系统的精度而定，如果聚光设备及跟踪精度较低，则扩大镀银面积，但镀银面积不超过玻璃外管内壁面积的一半。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型实施例中槽式太阳能真空集热管的结构示意图。
[0016]图中:丨一玻璃外管;2—金属内管;3—环状真空腔;4一银膜层;5—反射光。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
[0018]实施例。
[0019]参见图1，本实施例中的槽式太阳能真空集热管包括玻璃外管1、金属内管2和银膜层4，金属内管2位于玻璃外管I内，玻璃外管I的两端分别和金属内管2的两端固定，在玻璃外管I和金属内管2之间形成环状真空腔3，银膜层4位于玻璃外管I的内壁，该银膜层4的面积小于等于玻璃外管I内壁面积的一半。通常情况下，在沿玻璃外管I径向方向上的横截面中，银膜层4的弧长占玻璃外管I内壁圆周长度的三分之一。
[0020]本实施例中的银膜层4和玻璃外管I内壁之间还设置有用于延长银膜层4寿命的过渡膜层。玻璃外管I的外壁设置有用于保护玻璃外管I外侧、增加抗紫外辐射能力和自清洁能力的过渡膜层。过渡膜层的材质为Ti02。
[0021]本实施例中的银膜层4上设置有用于防止银膜层4因刮擦而损坏且减少从银膜层4中逸出气体量的保护膜层。
[0022]本实施例中的玻璃外管I的两端分别和金属内管2的两端通过熔封固定。银膜层4到玻璃外管I的两个端部均存在用于防止在玻璃外管I的两端分别和金属内管2的两端进行熔封时的高温对银膜层4带来影响的安全间距。
[0023]本实施例中的槽式太阳能真空集热管综合考虑了聚光子系统的实际情况，如聚光系统的钢结构的强度、反射镜的面型精度、安装精度、驱动系统的跟踪精度等因素。能在大体沿用主流槽式真空集热管结构(金属内管2和玻璃外管I内外嵌套，中间抽真空)的基础上，做出了合理的改进，在玻璃外管I的内侧镀制银膜层4作为反射层，当金属内管2接收来自反射曲面的反射光5的时候，部分反射光5有可能偏出，银膜层4起着对反射光5二次聚焦的效果，将偏出金属内管2的反射光5汇聚到金属内管2的另一侧，这样的做法也有利于金属内管2温度的均匀，减少应力。给玻璃外管I镀制银膜层4之前，先镀一层过渡膜层(可选择溶胶凝胶法在玻璃外管I的内外侧都镀制T12膜层)，增加银膜层4和玻璃之间的附着力，同时在玻璃外管I的外侧，T12膜也增加了自清洁和抗紫外线的能力。
[0024]本实施例中的槽式太阳能真空集热管在玻璃外管I内侧镀制银膜层4，可以使得原本偏出的光线做二次反射，汇聚到金属内管2上，减少了能量损失。商业化的槽式集热管的玻璃外管一般110?115_，正因为有银膜层作二次聚光，对于设备精度的容忍性大大增加，这为降低造价，扩大生产规模提供了有利条件，从而推动槽式太阳能发电商业化的进程。对玻璃外管I内侧局部区域做镀银处理，增加了二次反射，减少了反射光能量的损失，改善了集热管的性能，并由此降低了聚光装备(聚光构架和反射曲面)和跟踪系统精度的要求，为降低槽式系统的单位造价提供了可能性，从而推动槽式系统商业化进程。
[0025]此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种槽式太阳能真空集热管，包括玻璃外管和金属内管，所述金属内管位于玻璃外管内，所述玻璃外管的两端分别和金属内管的两端固定，在玻璃外管和金属内管之间形成环状真空腔，其特征在于:还包括银膜层，所述银膜层位于玻璃外管的内壁，该银膜层的面积小于等于玻璃外管内壁面积的一半。2.根据权利要求1所述的槽式太阳能真空集热管，其特征在于:所述银膜层和玻璃外管内壁之间还设置有用于延长银膜层寿命的过渡膜层。3.根据权利要求1所述的槽式太阳能真空集热管，其特征在于:所述银膜层上设置有用于防止银膜层因刮擦而损坏且减少从银膜层中逸出气体量的保护膜层。4.根据权利要求1所述的槽式太阳能真空集热管，其特征在于:所述玻璃外管的外壁设置有用于保护玻璃外管外侧、增加抗紫外辐射能力和自清洁能力的过渡膜层。5.根据权利要求1所述的槽式太阳能真空集热管，其特征在于:在沿玻璃外管径向方向上的横截面中，所述银膜层的弧长占玻璃外管内壁圆周长度的三分之一。6.根据权利要求1所述的槽式太阳能真空集热管，其特征在于:所述玻璃外管的两端分别和金属内管的两端通过熔封固定。7.根据权利要求2或4所述的槽式太阳能真空集热管，其特征在于:所述过渡膜层的材质为Ti02。8.根据权利要求6所述的槽式太阳能真空集热管，其特征在于:所述银膜层到玻璃外管的两个端部均存在用于防止在玻璃外管的两端分别和金属内管的两端进行熔封时的高温对银膜层带来影响的安全间距。
【文档编号】F24J2/46GK205641583SQ201620288427
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】刘润宝, 周宇昊, 韩苗苗
【申请人】华电电力科学研究院