[实用新型]线聚焦太阳能真空集热管封接结构和卸载装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于槽式线聚焦金属流道太阳能真空集热管的封接结构和卸载装置，属太阳能热利用技术领域。

背景技术

线聚焦太阳能集热管是太阳能热发电、太阳能空调制冷、太阳能海水淡化等太阳能热利用系统中的主要集热元件。线聚焦太阳能集热元件由于受工质温度高和金属内管热膨胀、玻璃金属封接技术的制约，对设计结构和制造工艺提出相对较高的要求。经改进的具有内、外卸载功能的金属流道太阳能真空集热管ZL200420091975.1，ZL200620113317.7专利，重点解决了金属内管热膨胀对结构影响的问题，经生产证明，整管结构简单，适于工业化生产，该线聚焦太阳能真空集热管已在太阳能空调制冷装置中应用。

目前，国内有关金属直通管的专利技术很多，主要区别在结构差异上，技术方案有趋向一致的倾向，有的专利则试图采用粘结方式避开封接和卸载结构以及加工的难题，对材料性能的研究和加工技术的研究与国外有明显差距。线聚焦太阳能真空集热管是涉及多学科的高科技产品，其材料涉及很多行业，材料的性能指标更受国内技术发展水平和现状的制约，因此，在选择合理构造的同时，应尽可能选择国内成熟的材料和性能指标，或对原有的材料提出新的要求，才能真正实现线聚焦太阳能集热管的工程化和产业化。

本人在实例制作和使用中发现，集热管的封接结构和卸载装置在材料选择上非常关键，为进一步提高稳定性和可靠性，在工程化和产业化上有新的突破，尽可能缩短与国外同类产品的差距，必须在上述专利基础上对线聚焦太阳能真空集热管的封接结构和卸载装置及材料进行合理配置。经改进的封接结构和卸载装置及配置的材料适用于其它各种内置金属流道太阳能真空集热管和热管式太阳能真空集热管。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提高线聚焦太阳能真空集热管封接结构和卸载装置的稳定性和可靠性，提供一种能适合线聚焦太阳能真空集热管封接结构和卸载装置的多种材料选择和构造。

本实用新型所称问题是由以下技术方案解决的：

经改进的线聚焦太阳能真空集热管封接结构和卸载装置由玻璃外管、金属内管、铁镍可伐合金件、金属端盖、卸载波纹管、玻璃封接料、管接件、焊接工艺环、金属隔热工艺环组成，其特征在于：卸载装置波纹管设置在线聚焦太阳能真空集热管的玻璃外管内；铁镍可伐合金件冲压成型为头部带球型凸体或带凹槽的管状件，铁镍可伐合金件与玻璃外管通过热熔方法直接熔接；铁镍合金可伐件的环形端口与金属端盖外沿氩弧焊接，金属端盖与卸载波纹管氩弧焊接，卸载波纹管另一端和管接件氩弧焊接，管接件和金属内管氩弧焊接，金属内管外表面真空溅射耐高温选择性热吸收涂层。

另一技术方案是通过玻璃封接料间接将铁镍可伐合金件与玻璃外管熔封接，或通过金属铅、铝压封接；其他元件构造和连接方式同上。

所述玻璃外管选择线膨胀系数在(40-60)×10^-7/℃之间的中硬、高透光率、抗冲击和具有高耐热性的硼硅玻璃管，透光率大于90％。这是本技术方案实施的关键。当前应用在太阳能真空集热管上的高硼硅玻璃原本是针对化工等领域的特殊要求生产的，也称派莱克斯玻璃，具有耐高温、耐酸碱、抗冲击等突出特点，但由于线膨胀系数为33×10^-7/℃，膨胀系数很小，因此在直接熔封接时，选择与之匹配的金属材料就很难，无论采取直接熔封还是间接熔封接，都可能因两者线膨胀系数存在过大差异造成膨胀残余应力反映，而另一方面国内的可伐合金材料或玻璃封接料的选择又很难和高硬硅硼玻璃匹配，因此，提高硅硼玻璃线膨胀系数就成为一种非常现实的选择。很显然，在满足线聚焦太阳能真空集热管技术要求的情况下，这种选择具有合理性，尽管该膨胀系数的硼硅玻璃目前尚没有生产和使用，但适当改变生产配方和工艺，这种玻璃外管在现有技术条件下是很容易实现和做到的。

所述金属端盖是指不锈钢材料制作的金属端盖，金属端盖冲压制作成中心开孔的凹形端盖，壁厚0.4-1mm，分别同集热管两端的卸载波纹管、金属内管焊接。

所述铁镍可伐合金件冲压制作成内圆不同的凸型环件或喇叭口型管件，线膨胀系数应与玻璃外管一致，为(40-60)×10^-7/℃，这是为了进行间接熔封接所作的技术准备，目前国内这种材料很好选择，例如在热管式太阳能真空集热管中应用较多的4J42、4J45等，线膨胀系数在20-450℃时为(40-75)×10^-7/℃，其它如铁镍钴玻封合金4J29、4J44为(46-55)×10^-7/℃。铁镍可伐合金件壁厚宜薄，有利消弱应力差，以选择0.3-1mm为宜。