[发明专利]槽式太阳能热发电集热管及其制作方法

权利要求书

1.槽式太阳能热发电集热管由玻璃外管、玻璃截管、金属内管、金属端盖、铁镍可伐件、卸载波纹管、玻璃封接料、管接件、消气环、排气管组成，其特征在于：卸载波纹管设置在集热管两端；铁镍可伐件为凸体管状件，一端与玻璃截管通过玻璃封接料热熔封接，另一端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一端氩弧焊接，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；消气环焊接在金属内管上。

2.根据权利要求1所述的槽式太阳能热发电集热管，其特征在于：所述玻璃外管选择线膨胀系数为33×10^-7/℃的高硬高透光率和具有高耐热性的3.3高硼硅玻璃管；玻璃截管是根据使用要求切割玻璃外管而形成的玻璃短管。

3.根据权利要求1所述的槽式太阳能热发电集热管，其特征在于：所述金属端盖是用不锈钢材料经冲压制作成凹形端盖，内圆和外圆翻边为焊接接口，壁厚0.5-1mm。

4.根据权利要求1所述的槽式太阳能热发电集热管，其特征在于：所述铁镍可伐件冲压制作成内园不同的凸型环件或喇叭口型管件，优选铁镍钴玻封合金4J29、4J44，线膨胀系数在20-450℃时为(46-55)×10^-7/℃；或选择4J42、4J45线膨胀系数在20-450℃时为(40-75)×10^-7/℃的铁镍可伐件，壁厚以0.3-1.5mm为宜。

5.根据权利要求1所述的槽式太阳能热发电集热管，其特征在于：所述玻璃封接料的线膨胀系数为(40-55)×10^-7/℃，软化和流散温度为300-800℃，氧化铅含量大于60％的含铅低熔玻璃粉。

6.根据权利要求1所述的槽式太阳能热发电集热管，其特征在于：所述卸载波纹管每个波节至少具有1-2mm的吸收功能，波节数在2-20波，波纹管壁厚为0.18-0.3mm，波高5-16mm，波距3-12mm，波纹管公称通径32-90mm；抗疲劳寿命应大于3万次；选择SUS304、321或SUS316、316L不锈钢材料，两端留直边焊接段。

7.根据权利要求1所述的槽式太阳能热发电集热管，其特征在于：所述管接件为中心内孔翻边的板状件，内孔与金属内管相匹配，翻边部与金属内管焊接，平面段端部与卸载波纹管氩弧焊接，材质为不锈钢；内卸载结构使用的一种管接件为一端缩口，另一端扩口的管状件；缩口端与金属内管氩弧焊接，扩口端与卸载波纹管焊接；壁厚均在0.3-1.5mm。

8.根据权利要求1所述的槽式太阳能热发电集热管，其特征在于：所述金属内管的公称通径在25-80mm，壁厚在0.3-13mm，公称压力在0.6-25MPa，优选SUS304、321或SUS316、316L不锈钢材料，或锅炉合金无缝钢管；金属内管结构为金属直管，或波节管，或螺旋管，或长苞金属管。

9.根据权利要求1所述的槽式太阳能热发电集热管，其特征在于：所述排气管为33×10^-7/℃的高硼硅玻璃管，内径8-20mm，熔接在玻璃外管或玻璃截管上。

10.根据权利要求1所述槽式太阳能热发电集热管具体加工步骤是：

1)首先将铁镍可伐件(4)冲压拉伸成型为管状件，一端缩口成曲面封接端，另一端翻边，在800-1100℃湿氢环境中预氧化处理后备用；

2)将玻璃外管(1)割管成玻璃截管(10)，端部在玻璃车床或旋转工作台上用火焰烧熔成法兰状玻璃封接口，封接口为曲面与铁镍可伐件(4)曲面封接端对应，将调和后的玻璃封接料(6)均匀涂覆在玻璃截管(10)与铁镍可伐件(4)曲面封接端，粘合后采用静态熔封或隧道窑行进熔封的方法，待铁镍可伐合金(4)和玻璃截管(10)充分熔接后，按玻璃操作规程热处理，经退火、去应力、熔接排气管(9)后备用；

3)对熔封接后的玻璃截管(10)进行氦质谱检漏，确保气密性和封接强度；

4)带有铁镍可伐件(4)的玻璃截管(10)和玻璃外管(2)在玻璃车床上熔封接；

5)金属端盖(3)冲压制作成凹形的中心开孔端盖，一端和卸载波纹管(5)直边端氩弧焊接，卸载波纹管(5)另一端与管接件(7)焊接，之后作为整体卸载组件检漏，然后在500℃真空环境高温除气；

6)金属内管(2)抛光、检漏、500℃真空环境高温除气，放入镀膜室溅射耐高温选择性热吸收涂层，将消气环(8)焊接在金属内管(2)上，备用；

7)装配整管，在玻璃外管(1)两端焊接卸载组件，金属端盖(3)外圆和铁镍可伐件(4)外圆氩弧焊接，将镀膜后的金属内管(2)从管接件(7)中间顺序插入玻璃外管(1)内；

8)一端的管接件(7)和金属内管(2)氩弧焊接结束后焊接另一端的管接件(7)和金属内管(2)，为使两端的卸载波纹管(5)成预应力状态，氩弧焊接前对金属内管拉伸，待两端的波纹管波节全部闭合后焊接管接件与金属内管(2)；内卸载结构相反，待两端的波纹管波节全部张开后实施焊接；

9)装配完毕之后在真空排气台上经排气管口在内管400℃高温气氛条件下真空排气，保证内真空达(3-5)×10^-3；

10)在高频焊机上激活消气剂，通称“烤消”，经检漏确认真空度符合技术指标，即可得到完整的槽式太阳能热发电集热管。