[实用新型]一种太阳能中、高温集热与换热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能利用设备，尤其是涉及一种用于太阳能海水淡化、太阳能空调器、太阳能工业用热、太阳能热能发电中的太阳能中高温集热与换热装置。

背景技术

在槽式太阳能热发电系统中，作为关键技术之一的真空集热管(直通式金属——玻璃真空集热管)，是在一根玻璃管内封装一根表面涂有选择性涂层的金属管(吸收管)，玻璃管与金属管是通过精密合金过渡采用熔封技术联接而成的真空管集热器，玻璃管与金属管之间的空间抽成真空，以保护金属管表面的选择性吸收涂层，同时降低集热损耗。用抛物柱面槽式反射镜将阳光聚焦到真空集热管上，可使聚光比在30——100之间，可以产生10.4MPa/370℃的过热蒸汽，带动汽轮机发电。但是，直通式金属——玻璃真空集热管在技术上存在着一定的局限，这种局限在于：金属与玻璃之间是采取熔封而成的，其质量的好坏主要取决于对金属的真空卫生和金属的氧化处理，尤其是氧化处理，如果金属表面的氧化层过薄，则封接强度达不到要求，容易脱封；如果金属表面的氧化层过厚，虽然封接强度上达到了要求，但气密性又可能较差，容易产生漏气现象。这就导致了现行技术生产的直通式金属——玻璃真空集热管不能够长久运行的弊端。

另外，在未来的槽式太阳能热发电系统中，集热装置如果采用直接蒸汽发生系统(Direct Solar Generation)，可以提高效率减小热量损失，如果简单地应用现行技术生产的直通式金属——玻璃真空集热管，这就要求表面涂有选择性涂层的金属管(吸收管)的厚度要加大到足以承受12MPa以上的压力，其制造难度更大。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种太阳能中、高温集热与换热装置，它集真空集热技术和换热技术于一体，采取分级换热方式，具有热交换快、工作范围宽等显著优点。本实用新型由于换热系统可以承受较高压力，当采用聚光镜围绕真空集热管旋转的极轴式聚光跟踪方式时，可以固定输送热量的管路，为直接蒸汽发生系统提供了一种新的运行模式。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种太阳能中高温集热与换热装置，包括由外玻璃管、吸热玻璃管、隔离玻璃管内玻璃管和玻璃扩容法兰组成的全玻璃双通道真空管集热器，外玻璃管、吸热玻璃管和隔离玻璃管的顶部呈同轴排列经高温熔封在玻璃扩容法兰上，在吸热玻璃管的内底部和隔离玻璃管的底部之间设有起支撑定位作用的内不锈钢支架，在外玻璃管的内底部和吸热玻璃管的外底部之间设有起支撑定位作用的外不锈钢支架，在外玻璃管的底部设有真空排气孔，外玻璃管、吸热玻璃管与玻璃法兰之间的腔体通过真空排气孔进行抽真空处理形成封闭的真空腔体；在吸热玻璃管的外表面镀有应用于高温的选择性太阳能吸收涂层，吸热管玻璃和隔离玻璃管之间的夹层构成循环介质的受热及流出通道，隔离玻璃管和中间的内玻璃管的底部固定在一起，隔离玻璃管和内玻璃管之间的夹层构成隔热层；内玻璃管中间的通道作为循环介质的流入通道，隔热层将受热及流出通道和流入通道隔离；在玻璃扩容法兰的外圈设有与受热及流出通道相通的流出管嘴，在玻璃扩容法兰的中间设有与流入通道相通的流入管嘴，特征是：还包括换热器和金属联接器，换热器由外壳、内胆、导入管、导出管、换热盘管、循环介质和受热介质组成，内胆悬空放置于外壳中，且外壳与内胆之间为绝热层，玻璃法兰上的流入管嘴通过金属联接器与导出管的下端连接，导出管的上端向上穿过外壳后固定在内胆的底部并与内胆的空腔相通，玻璃法兰上的流出管嘴通过金属联接器与导入管的下端连接，导入管的上端向上穿过外壳和内胆并伸入到内胆的空腔的中部，换热盘管置于内胆的空腔的中下部并将导入管套在中间，在换热盘管中存储有受热介质，换热盘管的进口水平向外穿出内胆和外壳设在外壳的外侧壁下部，换热盘管的出口向上穿出内胆和外壳后向外穿出内胆和外壳后设在外壳顶端外壁的一侧，在外壳顶端外壁的另一侧设有与内胆的空腔上端相通的通气孔；金属联接器为快卸法兰；全玻璃双通道真空管集热器通过导入管和导出管与换热器一起构成循环介质回路，换热盘管及其中的受热介质与外界的管道构成受热介质回路。

在内胆的底部中间加工有内凹且狭窄的倒“U”形槽，导入管的上端放置于倒“U”形槽的槽中并从倒“U”形槽的顶端穿出、伸入到内胆的空腔的中部，换热盘管套在倒“U”形槽和导入管上。

内胆的空腔中的循环介质的装载量为内胆的空腔容量的2/3或3/4，换热盘管的高度不超过内胆的空腔高度的2/3，换热盘管完全浸没在循环介质中。

流出管嘴、流入管嘴、导入管和导出管的接口均为KF接口，KF接口之间的密封垫圈为耐高温型垫圈，金属联接器为KF系列夹紧型快卸法兰。