一种太阳能中高温蒸汽发生装置的制作方法

本实用新型涉及太阳能蒸汽发生装置，特别是一种太阳能中高温蒸汽发生装置。

背景技术：

太阳能是一种没有污染、取之不尽、用之不竭的洁净能源，随着太阳能热技术的日趋成熟，太阳能的开发和利用已经融入人们的生产、生活之中，尤其是太阳能热水器发展迅速，节能效果明显，随着市场的逐渐饱和已经人们对于高品位热源的需求，太阳能蒸汽发生装置的研究也越来越受到重视。

太阳能蒸汽发生装置，特别是中高温蒸汽发生领域，多数是以利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，设备沉重，工艺麻烦，不抗台风，在小型设备上的应用性还不高。

以真空管集热的蒸汽发生装置，为了应对蒸汽压力，都采用了在管口采用密封的方式，这种密封方式的蒸汽发生装置存在一定的安全隐患，而且热水在沸腾后会产生水垢，严重影响了集热管的换热效果和使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型是为了克服现有技术的不足，提供一种太阳能中高温蒸汽发生装置。本装置以外部涂有吸热涂层并且便于焊接的金属材质管为吸热管，采用焊接方式将吸热管与筒体焊接为一体，解决装置不耐压、密封性差的问题；里面充装由两种以上沸点不同且互溶的工质液，工质液具有沸点高、压力低、导热性好的特点，解决装置内部压力高并且存在安全隐患的问题；筒体上部设有精馏装置，经精馏后，沸点低、导热效果好的蒸汽进入到换热器加热蒸汽包内的水，产生中高温蒸汽。

本实用新型的技术解决方案是这样的：

一种太阳能中高温蒸汽发生装置，包括集热管、吸热涂层、聚光保温玻璃套管、密封圈、工质液、保温层、筒体、精馏装置、换热器、蒸汽包。所述集热管与筒体、精馏装置通过焊接方式连为一体，在常压下为真空状态，内部装有甘油溶液工质液，精馏装置位于筒体的上部；所述集热管外部有吸热涂层，工作时，吸热涂层吸收太阳热量传递给集热管里的工质液，工质液在低压状态下受热沸腾，产生混合蒸汽，经精馏装置精馏后，沸点低、导热效果好的蒸汽进入到换热器，与蒸汽包内的水进行热交换，蒸汽包内的水受热沸腾，产生中高温蒸汽，完成工作过程；所述蒸汽包与安全阀、蒸汽出口、补水阀、排污阀等相连，并且在内部设有换热器，工作时，水由补水阀进入蒸汽包，被内部的换热器加热沸腾产生水蒸汽，并由蒸汽出口排出蒸汽包，完成蒸汽发生过程；所述筒体外部设有保温层，保温层通过密封圈与聚光保温玻璃套管相连，完成集热装置的保温过程；所述聚光保温玻璃套管为透明结构，由玻璃套管外壁、玻璃套管内壁、菲涅尔透镜组成，菲涅尔透镜置于玻璃套管外壁与玻璃套管内壁之间，完成太阳的聚光过程；保温玻璃套管置于集热管外周，完成集热管的保温过程。

所述集热管与筒体、精馏装置为一体化结构，在常温下为真空状态，集热管的数量由所需蒸汽量决定，精馏装置位于筒体的上部。

所述精馏装置由多层塔板和外圆筒体组成，塔板与外圆筒体轴线垂直，并沿轴向以一定间隔平行且犬牙交错地排列，塔板外周与外圆筒体内壁紧密接触。

所述筒体与真空泵、工艺阀相连，真空泵在必要时开启，除掉筒体内多余的杂质气体。

所述集热管为便于焊接的金属材质，外部涂有吸热涂层。

所述工质液由两种以上沸点不同且互溶的物质组成，为二元溶液或三元溶液，其中沸点高的作为工质本液，沸点低且导热好的作为蒸汽液，工质液具有沸点高、压力低、导热性好的特点。

所述蒸汽包为可拆卸蒸汽包。

与现有技术相比，本实用新型具有如下显著效果：

（1）、系统压力低。从上述技术解决方案可以看出：装置内部的工质液具有沸点高、压力低、导热性好的特点，与水蒸汽相比，在同样的温度下压力更低，所以系统内部压力低。

（2）、密封性好、更耐压、更安全。集热管与筒体、精馏装置通过焊接方式连为一体，与管口密封的方式相比，密封性能更高，更耐压；本装置以外部涂有吸热涂层并且便于焊接的金属材质管为吸热管，比真空玻璃集热管更耐压，安全性能高。

（3）、换热效率高。本装置内部常压下为真空状态，工质液受热时，在低压状态下沸腾，蒸汽进入到换热器加热蒸汽包内的水，产生中高温蒸汽，整个过程是利用相变的热量，传热效果好；另外，本装置内部的工质液受热后产生混合蒸汽，经精馏装置精馏后，沸点低、导热效果好的蒸汽进入到换热器里换热冷凝，相比一般的热管换热介质，导热效果更好。

（4）、装置内部不形成水垢。装置内部的工质液由两种以上互溶的物质组成，在集热管里受热沸腾，蒸汽进入换热器后冷凝，整个过程是在密封的环境下循环运行，不会产生水垢。

本实用新型可广泛应用于低温热源丰富的地区和场所。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型装置内部的结构示意图；

图3是本实用新型的聚光保温玻璃套管结构示意图。

图中：1、集热管，2、吸热涂层，3、聚光保温玻璃套管，4、密封圈，5、工质液，6、保温层，7、筒体，8、真空泵，9、精馏装置，10、换热器，11、蒸汽包，12、安全阀，13、蒸汽出口，14、补水阀，15、排污阀，16、工艺阀，17、玻璃套管外壁，18、玻璃套管内壁，19、菲涅尔透镜。

具体实施方式

通过下面实施例对本实用新型作进一步详细阐述。下述实施例以本实用新型的技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的过程，但本实用新型的保护范围不限于下述实施例，对于本领域一般技术人员而言，在不背离本实用新型技术方案的前提下所做的任何显而易见的改动，都属于本实用新型权利要求的保护范围。

一种太阳能中高温蒸汽发生装置，如图1，包括集热管1、吸热涂层2、聚光保温玻璃套管3、密封圈4、工质液5、保温层6、筒体7、精馏装置9、换热器10、蒸汽包11；所述集热管1与筒体7、精馏装置9通过焊接方式连为一体，在常压下为真空状态，内部装有甘油溶液工质液5，精馏装置9位于筒体7的上部；集热管1外部有吸热涂层2，工作时，吸热涂层2吸收太阳热量传递给集热管1里的工质液5，工质液5在低压状态下受热沸腾，产生混合蒸汽，经精馏装置9精馏后，沸点低、导热效果好的蒸汽进入到换热器10，与蒸汽包11内的水进行热交换，蒸汽包11内的水受热沸腾，产生中高温蒸汽，完成工作过程；蒸汽包11与安全阀12、蒸汽出口13、补水阀14、排污阀15等相连，并且在内部设有换热器10，工作时，水由补水阀14进入蒸汽包11，被内部的换热器10加热沸腾产生水蒸汽，并由蒸汽出口13排出蒸汽包11，完成蒸汽发生过程；筒体7外部设有保温层6，保温层6通过密封圈4与聚光保温玻璃套管3相连，完成集热装置的保温过程；聚光保温玻璃套管3为透明结构，由玻璃套管外壁17、玻璃套管内壁18、菲涅尔透镜19组成，菲涅尔透镜19置于玻璃套管外壁17与玻璃套管内壁18之间，完成太阳的聚光过程；保温玻璃套管3置于集热管1外周，完成集热管1的保温过程。

集热管1与筒体7、精馏装置9为一体化结构，在常温下为真空状态，集热管1的数量由所需蒸汽量决定，精馏装置9位于筒体7的上部。

精馏装置9由多层塔板和外圆筒体组成，塔板与外圆筒体轴线垂直，并沿轴向以一定间隔平行且犬牙交错地排列，塔板外周与外圆筒体内壁紧密接触。

筒体7与真空泵8、工艺阀16相连，真空泵8在必要时开启，除掉筒体内多余的杂质气体。

集热管为便于焊接的金属材质，外部涂有吸热涂层2。

工质液5由两种以上沸点不同且互溶的物质组成，为二元溶液或三元溶液，其中沸点高的作为工质本液，沸点低且导热好的作为蒸汽液，工质液5具有沸点高、压力低、导热性好的特点。

蒸汽包11为可拆卸蒸汽包，便于清洗蒸汽包里的换热管，使换热管不易形成水垢，提高换热管的换热效率并且便于维修。

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