[实用新型]一种真空集热管和太阳能光热电站

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能光热发电设备技术领域，特别是涉及一种真空集热管及使用该真空集热管的塔式太阳能光热电站和菲涅尔式太阳能光热电站。

背景技术

太阳能热发电是大规模开发利用太阳能的一项重要技术途径，它通过反射镜将光线反射至集热器并加热工质，进而利用热工质驱动发电机发电。在将太阳能转换成热能的过程中，构成集热器的集热管扮演着重要的角色，其热性能和可靠性直接决定了整个太阳能热发电系统的效率和运维成本。

典型的集热管由以下几个部分组成：带选择性吸收镀膜的金属管、带增透膜的玻璃套管、以及设置在金属管与玻璃套管之间的真空隔层。

太阳能光热发电中，反射镜将光线反射至集热管的倍率越高，集热管的壁面温度及金属管内传热介质的温度就越高，相应地，作用于汽轮机的传热介质温度就越高，则太阳能光热发电中的发电效率就越高。因此为了获得较高的发电效率，反射镜反射至集热管的倍率越高越好。而集热管在使用过程中，由于来自反射装置的光线照射位置不均匀导致金属管外壁的温度不均匀，反射镜的倍率越高时，金属管的温度较高的一侧与温度较低的一侧的温差就会越大。对于金属管，其具有的属性为温度越高的地方，受热膨胀越大。因此当金属管两不同侧的温差较大时，温度高的部位膨胀较明显，温度低的部位膨胀较弱，则金属管中膨胀较明显的部位向膨胀较弱的部位产生弯曲，温差越大，金属管弯曲部分的弯曲率就越大，严重时还会导致玻璃套管破裂损坏。

同时，反射镜反射至集热管的倍率越高，集热管的壁面温度和金属管内传热介质的温度的温度差就会增大，而该温差越大，金属管上的镀膜就越容易老化，进而影响真空集热管的使用寿命。

因此有必要提供一种在使用高倍率反射镜时，能够使集热管中金属外壁的温度分布均匀，且能够降低金属管外壁与金属管内传热介质温度差的真空集热管。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种真空集热管，以解决真空集热管中由于金属管外壁温度不均匀导致的金属管产生弯曲，以及金属管的外壁温度与传热介质的温度差异较大，导致金属管上的镀膜容易老化的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种真空集热管，包括玻璃套管和金属管；所述金属管设置在玻璃套管内部，所述玻璃套管与所述金属管之间形成真空隔层；所述金属管的内腔中还布置有至少一根内管；所述内管与所述金属管之间的空腔填充有导热系数大于金属管导热系数的导热体。

本实用新型如上所述的真空集热管，进一步，所述内管的数量为一根，布置在所述金属管内部，所述内管的轴心与所述金属管的轴心重合。

本实用新型如上所述的真空集热管，进一步，所述内管的数量大于两根，均匀布置在所述金属管内。

本实用新型如上所述的真空集热管，进一步，所述内管以环状布置在所述金属管的内部，包围在内管内部的导热体具有与金属管轴向平行的空腔。

本实用新型如上所述的真空集热管，进一步，所述金属管为不锈钢管或合金钢管。

本实用新型如上所述的真空集热管，进一步，所述内管为陶瓷管；所述 导热体为铜、铝、含有铜的合金、含有铝的合金或陶瓷。

本实用新型如上所述的真空集热管，进一步，所述内管为不锈钢管、合金钢管、内壁为陶瓷的不锈钢管或内壁为陶瓷的合金钢管；所述导热体为铜、铝、含有铜的合金或含有铝的合金。

本实用新型还提供一种真空集热管的生产方法，所述真空集热管为如上所述的真空集热管，该方法包括以下步骤：

步骤1，分别制备玻璃套管、金属管、内管以及导热体；

步骤2，将玻璃套管密封连接到金属管的外部。

步骤3，利用冷拉工艺将导热体安装到内管外；冷拉后的导热体的外径大于等于金属管的内径；

步骤4，加热金属管使金属管受热膨胀，将导热体插入膨胀后的金属管，然后冷却金属管使金属管与导热体过盈配合；

本实用新型还提供一种真空集热管的生产方法，所述真空集热管为如上所述的真空集热管，该方法包括以下步骤：

步骤1，分别制备玻璃套管、金属管、内管以及导热体；

步骤2，将玻璃套管密封连接到金属管的外部。

步骤3，利用冷拉工艺将导热体安装到内管外；冷拉后的导热体的外径小于金属管的内径；

步骤4，将导热体插入金属管，在金属管与导热体之间的间隙内填充钎料，加热钎料使钎料熔化并连接金属管与导热体；

本实用新型还提供一种塔式太阳能光热电站，所述塔式光热电站的真空集热管为如上任一项所述的真空集热管。