真空集热管结构
一、教学基本情况
1、授课主题:真空集热管结构
2、授课时长:2课时
3、上课地点:3教208
4、授课方法:讲授法、练习法、讨论法、视频观看法
二、教学目标
1、通过PPT展示与讲解,掌握真空集热管的结构特点;
2、Siemens-Solel公司UVAC型真空集热管和Schott(肖特)公司PTR-70集热管介绍及参数认识。
三、教学重点与难点
1、重点:真空集热管结构。
2、难点:真空集热管每个结构的作用。
四、教学过程与内容
1、提问:对上次课的主要内容以提问的形式进行大致梳理复习。
2、以提问的形式“真空集热管在电站的作用是什么,那么它如何去实现这种作用,有哪些结构组成?”先由学生思考2-3分钟,再引入本次任务的主题。
3、真空集热管的结构

名称 | 材料 | 规格(mm) |
金属内管 | 316L、321或316Ti不锈钢 | 长4060-4800,外径70-90,壁厚2-6 |
玻璃外管 | 高硼硅玻璃3.3或5.0硼硅玻璃 | >3900,外径115-145,壁厚3 |
波纹管 | 316L不锈钢 | 3-5个波纹,外径120,壁厚0.2-0.3 |
封接金属 | 不锈钢或可伐 | 长20-40,外径同玻璃管,壁厚0.03-1 |
吸气剂 | 吸氢材料、锆、钒、铁合成 | 外径10-15,高3,个数约100个 |
遮光环 | 具有反射功能,镜面不锈钢 | 根据玻璃管与钢管间距设定,保护封接处 |
排气口:抽真空
玻璃与钢管之间的真空带:可采用高温烘烤抽真空的方法
玻璃管:材料一般为硼硅玻璃,一般涂有增透膜,增加玻璃的透射率
有涂层的钢管:外表面镀有吸收层,增加钢管的吸收率,同时具有较低的发射率
真空维护:采用蒸散型钡铝吸气剂或钡钛吸气剂,通过高频激活,将吸气剂材料沉积在玻璃管和不锈钢管避上,吸附气体
玻璃–金属焊接:主要采用热压封联合熔封联接
膨胀波纹管:弥补玻璃与金属胀差,减少内应力
4、Siemens-Solel公司UVAC型真空集热管介绍
部件名称 | 规范及数据 |
主要尺寸 | 20℃温度环境下,管长4060mm |
吸热管 | 带有选择性涂层的不锈钢管外径70mm;吸收率大于等于96%;400℃工作温度下发射率小鱼等于9% |
玻璃管 | 带有防反射的硼硅玻璃罩管外径115mm;透射率大于等于96.5% |
热损失 | 400℃下小于250W/m;350℃下小于175W/m;300℃下小于125W/m |
真空度 | 设计条件下保持真空25年 |
5、Schott(肖特)公司PTR-70集热管介绍
部件名称 | 规范及数据 |
主要尺寸 | 20℃温度环境下,管长4060mm |
吸热管 | 外径70mm;ISO标准下吸收率大于等于95.5%,ASTM标准下吸收率大于等于96%;400℃工作温度下发射率小于等于9.5% |
玻璃管 | 采用硼硅玻璃;外径125mm;玻璃涂有抗反射镀膜;透射率大于等于96.5% |
热损失 | 400℃下小于250W/m;350℃下小于175W/m;300℃下小于125W/m |
真空度 | 小于0.1Pa、运行压力小于4Mpa |
五、小结与讨论
对本次课程的学习内容进行师生互动式的小结,学生在学习后存在的疑问课堂上自由发言一起解答。
六、教学参考资料
黄湘、王志峰等编写的《太阳能热发电技术》
微信公众号CSPFocus光热发电资讯、太阳能工程官微、太阳能光热产业技术创新战略联盟、太阳能联盟网、中控太阳能
网页学习平台:CSPPLAZA
思政融入:巧妙利用信息平台,多涉猎,多关注行业资讯。
解说:学习专业知识要与行业、企业技术发展相结合,多关注专业领域的发展动态,信息时代,利用手机的便捷多关注阅读行业平台信息,少看点花边新闻手机游戏,合理利用时间高效学习,这样更有利于专业课程的学习。
真空集热管对槽式光热发电技术的驱动
https://www.cspplaza.com/article-12711-1.html
2018年6月20日至22日,在中国国际光热电站大会暨CSPPLAZA第五届年会上,龙腾光热全球营销总监张磊就“真空集热管对槽式光热发电技术的驱动”进行主题发言。
张磊在发言中指出,就槽式光热技术发展的情况来看,在未来,槽式技术的发展趋势是集热器开口更大、集热管口径更大,这样我们可以增加回路介质流量,提高集热效率,同时,还可以减少泵功耗、安装成本、土建成本、跟踪系统和柔性连接等。目前,龙腾光热已经在研发和生产方面具备了完全的更大尺寸集热管的生产和供应能力,并鼓励槽式技术朝着更大尺寸集热管的方向迈进。
同时,龙腾光热正开展大槽技术的研发,相关设计接近尾声,大尺寸集热管也已就位,并计划建设一条大槽示范回路。在新型高温介质方面,龙腾光热选择德国WACKER公司提供的新型硅油,可以提高导热油运行温度,同时由于其凝固点低,在中国西部较为恶劣的环境下不需要考虑保温的问题,这样可以帮助其降低运维成本。
张磊表示,运用我们公司的一整套的大开口集热器、大口径集热管及新型硅油的方案,预计集热场出口温度可以提高到425℃(当前常规槽式技术集热场温度393℃),储热换热部分温度可提高到418℃,后端蒸汽部分可提高到408℃,相对于传统的380℃左右的蒸汽参数,这样电站的整体效率将得到进一步提升。
集热管的研发和产业化发展对大槽技术的驱动非常重要,因为集热管设计寿命为25年,所以其可靠性非常重要。我们一期、二期工厂主要集热管生产设备全部由我们公司自行研发、设计和组装,这使我们公司集热管的生产具有相当大的灵活性,成本可以控制的很低。目前,一期工厂已经投运了3年多,二期工厂今年夏天会投运,二期工厂投运之后,集热管总产能会突破30万只/年。
此外,龙腾光热针对其集热管产品的可靠性做了大量的检测和论证,并经由不同实验室进行测试,其集热管的研发和测试主要依托德国科研院所。在德国宇航中心,针对集热管开展热损测试、光学效率测试和加速老化测试,所有测试的设定都是为了验证集热管是否真的能在25年的使用工况下保持高性能,并且不会损坏,不会失去真空。
在玻璃管镀膜方面,龙腾光热采用一种具有自洁能力的AR膜,可以更久地维持高透过率,保障发电量;减少对玻璃管的清洗,使产品易于维护;减少清洗和擦拭对AR膜的影响;降低电站运维成本。
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