用于平板菲涅耳集热系统的一体化双路集热管装置

摘要

本发明公开了一种用于平板菲涅耳集热系统的一体化双路集热管装置。它包括管道真空抽气阀、Y型蒸汽连接管、第一蒸汽连接管支撑挡板、第二蒸汽连接管支撑挡板、第一出口端波纹管、第二出口端波纹管、第一真空玻璃管、第二真空玻璃管、第一聚光集热管、第二聚光集热管、第一真空抽气口、第二真空抽气口、第一入口端波纹管、第二入口端波纹管、第一冷凝水连接管支撑挡板、第二冷凝水连接管支撑挡板、冷凝水连接管本发明装置实现了对平板菲涅耳二次反射集热系统集热管的一体化安装，减小了系统的流动阻力，强化了系统的流动传热特性。

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能热利用技术，尤其涉及一种用于平板菲涅耳集热系统的一体化双路集热管装置。

背景技术

平板太阳能热水技术目前已成功实现商业化，并在全球形成千亿级的产业链。然而，由于受到技术限制，传统平板太阳能热水技术产生的温度最高也只达到120℃左右，无法满足中高温蒸汽的需求。高倍聚光技术（槽式，线性菲涅耳、塔式和碟式）为太阳能中高温技术提供了一种新的技术途径。其中，针对中高温蒸汽系统，中国专利2011 1 0004634.0和中国专利2009 1 0099363.4分别提出了利用槽式聚光产生中高温蒸汽的自然循环集热系统。然而，由于槽式系统相对比较笨重，风载也大；因此，国外提出了利用线性菲涅耳二次反射的方法进行解决，该装置在重量和风载上更满足放置在建筑屋顶的安全性和可靠性要求。由于该平板系统中顶部安装的集热管数量为多个(>1),而目前采用的安装方法是利用单根集热管进行串并联连接，在系统的流动和传热上缺少优化，在安装上也过于繁琐，甚至无法保证同一性，因此，如何满足该结构特点下自然循环集热系统的集热管一体化设计还存在较大的空间。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种用于平板菲涅耳集热系统的一体化双路集热管装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

用于平板菲涅耳集热系统的一体化双路集热管装置包括管道真空抽气阀、Y型蒸汽连接管、第一蒸汽连接管支撑挡板、第二蒸汽连接管支撑挡板、第一出口端波纹管、第二出口端波纹管、第一真空玻璃管、第二真空玻璃管、第一聚光集热管、第二聚光集热管、第一真空抽气口、第二真空抽气口、第一入口端波纹管、第二入口端波纹管、第一冷凝水连接管支撑挡板、第二冷凝水连接管支撑挡板、冷凝水连接管；Y型冷凝水连接管两出口端通过第一入口端波纹管和第二入口端波纹管分别与第一聚光集热管和第二聚光集热管入口端焊接连接；Y型蒸汽连接管两入口端通过第一出口端波纹管和第二出口端波纹管分别与第一聚光集热管和第二聚光集热管出口端焊接连接；第一聚光集热管和第二聚光集热管外部分别装有第一真空玻璃管和第二真空玻璃管；第一真空玻璃管和第二真空玻璃管上分别设有第一真空抽气口和第二真空抽气口；Y型蒸汽连接管两入口端分别装有第一蒸汽连接管支撑挡板和第二蒸汽连接管支撑挡板；Y型冷凝水连接管两出口端分别装有第一冷凝水连接管支撑挡板和第二冷凝水连接管支撑挡板；Y型蒸汽连接管的出口段装有管道真空抽气阀。

所述的Y型蒸汽连接管、第一聚光集热管、第二聚光集热管在一个平面内。所述的第一聚光集热管、第二聚光集热管表面镀有选择性吸光涂层，且两者长度相等。

本发明通过将安装在同一平板集热器中的两根集热管通过蒸汽连接管和冷凝水连接管进行一体化设计和安装，保证了集热管安装位置的同一性，而且减少了连接管路的利用，降低了系统的流动阻力；而且也保证了两根集热管内的压力和温度的同一性，提高了系统的等温性特点，提供了系统的可靠性。

附图说明

图1是用于平板菲涅耳集热系统的一体化双路集热管装置结构示意图；

图中：管道真空抽气阀1、蒸汽连接管2、第一蒸汽连接管支撑挡板3-1、第二蒸汽连接管支撑挡板3-2、第一出口端波纹管4-1、第二出口端波纹管4-2、第一真空玻璃管5-1、第二真空玻璃管5-2、第一聚光集热管6-1、第二聚光集热管6-2、第一真空抽气口7-1、第二真空抽气口7-2、第一入口端波纹管8-1、第二入口端波纹管8-2、第一冷凝水连接管支撑挡板9-1、第二冷凝水连接管支撑挡板9-2、冷凝水连接管10。

具体实施方式

如图1所示，用于平板菲涅耳集热系统的一体化双路集热管装置包括管道真空抽气阀1、Y型蒸汽连接管2、第一蒸汽连接管支撑挡板3-1、第二蒸汽连接管支撑挡板3-2、第一出口端波纹管4-1、第二出口端波纹管4-2、第一真空玻璃管5-1、第二真空玻璃管5-2、第一聚光集热管6-1、第二聚光集热管6-2、第一真空抽气口7-1、第二真空抽气口7-2、第一入口端波纹管8-1、第二入口端波纹管8-2、第一冷凝水连接管支撑挡板9-1、第二冷凝水连接管支撑挡板9-2、冷凝水连接管10；Y型冷凝水连接管10两出口端通过第一入口端波纹管8-1和第二入口端波纹管8-2分别与第一聚光集热管6-1和第二聚光集热管6-2入口端焊接连接；Y型蒸汽连接管2 两入口端通过第一出口端波纹管4-1和第二出口端波纹管4-2分别与第一聚光集热管6-1和第二聚光集热管6-2出口端焊接连接；第一聚光集热管6-1和第二聚光集热管6-2外部分别装有第一真空玻璃管5-1和第二真空玻璃管5-2；第一真空玻璃管5-1和第二真空玻璃管5-2上分别设有第一真空抽气口7-1和第二真空抽气口7-2；Y型蒸汽连接管2两入口端分别装有第一蒸汽连接管支撑挡板3-1和第二蒸汽连接管支撑挡板3-2；Y型冷凝水连接管10两出口端分别装有第一冷凝水连接管支撑挡板9-1和第二冷凝水连接管支撑挡板9-2；Y型蒸汽连接管2的出口段装有管道真空抽气阀1。

所述的Y型蒸汽连接管2、第一聚光集热管6-1、第二聚光集热管6-2在一个平面内。所述的第一聚光集热管6-1、第二聚光集热管6-2表面镀有选择性吸光涂层，且两者长度相等。

本发明的主要工作过程如下：该一体化装置通过冷凝水连接管的蒸汽连接管的四个连接管支撑挡板安装与平板菲涅耳二次反射集热系统的支架上；冷凝水管连接管与冷凝水主管道连接，冷凝水经主管道分配到连接管中再进行二次分配流入两个平行的集热管，太阳光通过菲涅耳反射镜以及二次反射镜进行二次反射聚焦以后分别透过两根集热管外的真空玻璃管加热集热管，大部分光能被集热管上的选择性涂层吸收转化为热能，加热集热管内的流体。两根集热管内加热的流体从入口流出后再次在蒸汽连接管内汇集，流入蒸汽主管道。

为简化集热管的安装，提高安装精度，本发明提出将两根集热管通过连接管进行一体化制造加工；与此同时，也减少了连接管总长度，降低了系统的流动阻力；此外，连接管的一体化使用，导致两根集热管之间是彼此互通的，从而也保证了两者之间的同温同压性，从而减小了集热管之间的应力，保证了系统的稳定可靠性。集热管上装有真空玻璃管，并采用波纹管进行金属焊接，保证集热管与外界的真空保温以及消除玻璃合金属之间的应力作用，并减少对流散热损失。蒸汽连接管和冷凝水连接管不聚光，因此采用常规的保温材料进行保温。在蒸汽连接管上装有管道真空抽气阀，以满足自然循环系统的应用过程中，进行分段局部进行管内抽真空的作用。

本发明通过在集热管进出口加入冷凝水和蒸汽连接管，实现对菲涅耳二次反射集热系统集热管进行一体化设计安装，达到提高集热管的安装精度，减小系统流动阻力的目的。