本發(fā)明涉及中高溫太陽能光熱發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種新型中高溫太陽能集熱管及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會的進(jìn)步，環(huán)境污染問題愈發(fā)嚴(yán)重，清潔能源的使用已經(jīng)成為大家的共識。聚光太陽能發(fā)電（csp，concentratingsolarpower）作為零污染的清潔能源有著無可比擬的優(yōu)勢。中高溫太陽能光熱發(fā)電技術(shù)是目前商業(yè)化使用時間最長、技術(shù)最成熟的太陽能光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)，其中的核心器件——太陽集熱管性能優(yōu)劣是決定發(fā)電站收益大小的主要因素,它將太陽能輻射轉(zhuǎn)化為熱能的效果越好,整個發(fā)電站的效率越高.
目前光熱電站大部分是用導(dǎo)熱油做導(dǎo)熱介質(zhì)，導(dǎo)熱油長期在高溫高壓下工作，將發(fā)生裂解反應(yīng)。裂解發(fā)展的一個方向是縮臺和聚臺，其特點是隨反應(yīng)時間的延長，不斷釋放出氫，導(dǎo)熱油的氫含量逐漸下降，碳?xì)浔?，分子量和重試逐漸增大，最后導(dǎo)熱油轉(zhuǎn)變?yōu)楦叻肿咏固?；裂解發(fā)展的另一個方向是斷鏈，脫氫，歧化反應(yīng)，產(chǎn)生碳原子數(shù)較少的物質(zhì)，將導(dǎo)致導(dǎo)熱油的閃點，自燃點和燃點的下降。由于氫是原子的直徑比金屬原子小很多，因此氫原子在金屬結(jié)構(gòu)材料中具有很好的滲透擴(kuò)散性能，所以氫可穿透金屬管壁厚進(jìn)入到集熱管的環(huán)形夾層真空中，從而影響環(huán)形夾層的真空度，使集熱管的熱損失加大，降低整個發(fā)電站的效率，同時當(dāng)氫進(jìn)入金屬中以后，會導(dǎo)致次奧利奧性能劣化，產(chǎn)生氫損傷，從而降低集熱管的使用壽命，因此研制帶阻氫膜層的太陽能集熱管成為迫切需求。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種能防止因為氫滲透造成真空失效、熱損失增大、效率下降等問題發(fā)生的新型中高溫太陽能集熱管。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述新型中高溫太陽能集熱管的制備方法。
本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：
一種新型中高溫太陽能集熱管，包括金屬管，所述金屬管材質(zhì)為奧氏體不銹鋼，金屬管內(nèi)壁設(shè)有三氧化二鋁膜層。
為了能達(dá)到良好的阻氫效果，所述三氧化二鋁膜層厚度為200~400nm。
優(yōu)選的，所述三氧化二鋁膜層厚度為300nm。
為了能夠更好的在金屬內(nèi)部上鍍膜，本發(fā)明提供一種鍍膜設(shè)備，包括小型高頻加熱線圈、細(xì)長桿、陶瓷塊、蒸發(fā)舟和傳動裝置，所述小型高頻加熱線圈與細(xì)長桿一端相連接，小型高頻加熱線圈底部設(shè)有陶瓷塊，小型高頻加熱線圈上部設(shè)有蒸發(fā)舟，細(xì)長桿與傳動裝置向連接。
新型中高溫太陽能集熱管的制備方法，制備步驟如下：
（1）組裝所述的鍍膜設(shè)備，將純鋁塊放在蒸發(fā)舟內(nèi)，將所述鍍膜裝置防雨不銹鋼管內(nèi)部一端；
（2）然后，開始抽真空，當(dāng)真空度到達(dá)8.0e-3后，所述小型高頻加熱線圈開始加熱，使蒸發(fā)舟內(nèi)部的純鋁蒸發(fā)附著在金屬管內(nèi)壁上；
（3）在小型高頻加熱線圈加熱的同時，傳動裝置啟動，傳動裝置拉動細(xì)長桿使得蒸發(fā)舟勻速通過整個管，從而實現(xiàn)金屬管內(nèi)壁鍍膜，通過控制加熱的功率及傳動裝置的運動速度來達(dá)到控制膜層的厚度；
（4）將鍍膜后的金屬管在大氣中加熱到400~600℃，保溫0.5~2h，得到三氧化二鋁膜層。
優(yōu)選的，新型中高溫太陽能集熱管的制備方法，制備步驟如下：
（1）組裝所述的鍍膜設(shè)備，將純鋁塊放在蒸發(fā)舟內(nèi)，將所述鍍膜裝置防雨不銹鋼管內(nèi)部一端；
（2）然后，開始抽真空，當(dāng)真空度到達(dá)8.0e-3后，所述小型高頻加熱線圈開始加熱，使蒸發(fā)舟內(nèi)部的純鋁蒸發(fā)附著在金屬管內(nèi)壁上；
（3）在小型高頻加熱線圈加熱的同時，傳動裝置啟動，傳動裝置拉動細(xì)長桿使得蒸發(fā)舟勻速通過整個管，從而實現(xiàn)金屬管內(nèi)壁鍍膜，通過控制加熱的功率及傳動裝置的運動速度來達(dá)到控制膜層的厚度；
（4）將鍍膜后的金屬管在大氣中加熱到500℃，保溫1h，得到三氧化二鋁膜層。
本發(fā)明的有益效果：該新型中高溫太陽能集熱管與傳統(tǒng)的中高溫太陽能集熱管相比，其具有良好的阻氫效果，徹底解決了請滲透造成的真空失效、熱損失增大、效率下降的問題，同時金屬管受到的氫損傷減小，延長了集熱管的使用壽命，該新型中高溫太陽能集熱管的使用壽命是傳統(tǒng)的集熱管的四倍。該新型中高溫太陽能集熱管的防氫涂層三氧化二鋁層制備時采用的是先制備純鋁涂層后氧化的方法，這種涂層制備方法既解決了三氧化二鋁涂層與基體不能緊密結(jié)合的問題，又使得制備的三氧化二鋁涂層致密完整，具有良好的阻止氫滲透的性能。
具體實施方式
為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、實現(xiàn)目標(biāo)效果，以下結(jié)合實施方式詳予說明。
實施例1
本實施例提供一種新型中高溫太陽能集熱管，包括金屬管，所述金屬管材質(zhì)為奧氏體不銹鋼，金屬管內(nèi)壁設(shè)有三氧化二鋁膜層。
本實施例中，所述三氧化二鋁膜層厚度為300nm。
本實施例中，所述金屬管內(nèi)壁鍍膜采用蒸發(fā)鍍膜的方法。
本實施例中，所述金屬管內(nèi)壁鍍膜采用的鍍膜設(shè)備包括小型高頻加熱線圈、細(xì)長桿、陶瓷塊、蒸發(fā)舟和傳動裝置，所述小型高頻加熱線圈與細(xì)長桿一端相連接，小型高頻加熱線圈底部設(shè)有陶瓷塊，小型高頻加熱線圈上部設(shè)有蒸發(fā)舟，細(xì)長桿與傳動裝置向連接。
所述的新型中高溫太陽能集熱管的制備方法，步驟如下：
（1）組裝鍍膜設(shè)備，將純鋁塊放在蒸發(fā)舟內(nèi)，將所述鍍膜裝置防雨不銹鋼管內(nèi)部一端；
（2）然后，開始抽真空，當(dāng)真空度到達(dá)8.0e-3后，所述小型高頻加熱線圈開始加熱，使蒸發(fā)舟內(nèi)部的純鋁蒸發(fā)附著在金屬管內(nèi)壁上；
（3）在小型高頻加熱線圈加熱的同時，傳動裝置啟動，傳動裝置拉動細(xì)長桿使得蒸發(fā)舟勻速通過整個管，從而實現(xiàn)金屬管內(nèi)壁鍍膜，通過控制加熱的功率及傳動裝置的運動速度來達(dá)到控制膜層的厚度；
（4）將鍍膜后的金屬管在大氣中加熱到500℃，保溫1h，得到三氧化二鋁膜層。
實施例2
本實施例提供一種新型中高溫太陽能集熱管，包括金屬管，所述金屬管材質(zhì)為奧氏體不銹鋼，金屬管內(nèi)壁設(shè)有三氧化二鋁膜層。
本實施例中，所述三氧化二鋁膜層厚度為200nm。
本實施例中，所述金屬管內(nèi)壁鍍膜采用蒸發(fā)鍍膜的方法。
本實施例中，所述金屬管內(nèi)壁鍍膜采用的鍍膜設(shè)備包括小型高頻加熱線圈、細(xì)長桿、陶瓷塊、蒸發(fā)舟和傳動裝置，所述小型高頻加熱線圈與細(xì)長桿一端相連接，小型高頻加熱線圈底部設(shè)有陶瓷塊，小型高頻加熱線圈上部設(shè)有蒸發(fā)舟，細(xì)長桿與傳動裝置向連接。
所述的新型中高溫太陽能集熱管的制備方法，步驟如下：
（1）組裝鍍膜設(shè)備，將純鋁塊放在蒸發(fā)舟內(nèi)，將所述鍍膜裝置防雨不銹鋼管內(nèi)部一端；
（2）然后，開始抽真空，當(dāng)真空度到達(dá)8.0e-3后，所述小型高頻加熱線圈開始加熱，使蒸發(fā)舟內(nèi)部的純鋁蒸發(fā)附著在金屬管內(nèi)壁上；
（3）在小型高頻加熱線圈加熱的同時，傳動裝置啟動，傳動裝置拉動細(xì)長桿使得蒸發(fā)舟勻速通過整個管，從而實現(xiàn)金屬管內(nèi)壁鍍膜，通過控制加熱的功率及傳動裝置的運動速度來達(dá)到控制膜層的厚度；
（4）將鍍膜后的金屬管在大氣中加熱到400℃，保溫0.5h，得到三氧化二鋁膜層。
實施例3
本實施例提供一種新型中高溫太陽能集熱管，包括金屬管，所述金屬管材質(zhì)為奧氏體不銹鋼，金屬管內(nèi)壁設(shè)有三氧化二鋁膜層。
本實施例中，所述三氧化二鋁膜層厚度為400nm。
本實施例中，所述金屬管內(nèi)壁鍍膜采用蒸發(fā)鍍膜的方法。
本實施例中，所述金屬管內(nèi)壁鍍膜采用的鍍膜設(shè)備包括小型高頻加熱線圈、細(xì)長桿、陶瓷塊、蒸發(fā)舟和傳動裝置，所述小型高頻加熱線圈與細(xì)長桿一端相連接，小型高頻加熱線圈底部設(shè)有陶瓷塊，小型高頻加熱線圈上部設(shè)有蒸發(fā)舟，細(xì)長桿與傳動裝置向連接。
所述的新型中高溫太陽能集熱管的制備方法，步驟如下：
（1）組裝鍍膜設(shè)備，將純鋁塊放在蒸發(fā)舟內(nèi)，將所述鍍膜裝置防雨不銹鋼管內(nèi)部一端；
（2）然后，開始抽真空，當(dāng)真空度到達(dá)8.0e-3后，所述小型高頻加熱線圈開始加熱，使蒸發(fā)舟內(nèi)部的純鋁蒸發(fā)附著在金屬管內(nèi)壁上；
（3）在小型高頻加熱線圈加熱的同時，傳動裝置啟動，傳動裝置拉動細(xì)長桿使得蒸發(fā)舟勻速通過整個管，從而實現(xiàn)金屬管內(nèi)壁鍍膜，通過控制加熱的功率及傳動裝置的運動速度來達(dá)到控制膜層的厚度；
（4）將鍍膜后的金屬管在大氣中加熱到600℃，保溫2h，得到三氧化二鋁膜層。
實施例4
本實施例提供一種新型中高溫太陽能集熱管，包括金屬管，所述金屬管材質(zhì)為奧氏體不銹鋼，金屬管內(nèi)壁設(shè)有三氧化二鋁膜層。
本實施例中，所述三氧化二鋁膜層厚度為360nm。
本實施例中，所述金屬管內(nèi)壁鍍膜采用蒸發(fā)鍍膜的方法。
本實施例中，所述金屬管內(nèi)壁鍍膜采用的鍍膜設(shè)備包括小型高頻加熱線圈、細(xì)長桿、陶瓷塊、蒸發(fā)舟和傳動裝置，所述小型高頻加熱線圈與細(xì)長桿一端相連接，小型高頻加熱線圈底部設(shè)有陶瓷塊，小型高頻加熱線圈上部設(shè)有蒸發(fā)舟，細(xì)長桿與傳動裝置向連接。
所述的新型中高溫太陽能集熱管的制備方法，步驟如下：
（1）組裝鍍膜設(shè)備，將純鋁塊放在蒸發(fā)舟內(nèi)，將所述鍍膜裝置防雨不銹鋼管內(nèi)部一端；
（2）然后，開始抽真空，當(dāng)真空度到達(dá)8.0e-3后，所述小型高頻加熱線圈開始加熱，使蒸發(fā)舟內(nèi)部的純鋁蒸發(fā)附著在金屬管內(nèi)壁上；
（3）在小型高頻加熱線圈加熱的同時，傳動裝置啟動，傳動裝置拉動細(xì)長桿使得蒸發(fā)舟勻速通過整個管，從而實現(xiàn)金屬管內(nèi)壁鍍膜，通過控制加熱的功率及傳動裝置的運動速度來達(dá)到控制膜層的厚度；
（4）將鍍膜后的金屬管在大氣中加熱到530℃，保溫1.5h，得到三氧化二鋁膜層。
該新型中高溫太陽能集熱管與傳統(tǒng)的中高溫太陽能集熱管相比，其具有良好的阻氫效果，徹底解決了請滲透造成的真空失效、熱損失增大、效率下降的問題，同時金屬管受到的氫損傷減小，延長了集熱管的使用壽命，該新型中高溫太陽能集熱管的使用壽命是傳統(tǒng)的集熱管的四倍。該新型中高溫太陽能集熱管的防氫涂層三氧化二鋁層制備時采用的是先制備純鋁涂層后氧化的方法，這種涂層制備方法既解決了三氧化二鋁涂層與基體不能緊密結(jié)合的問題，又使得制備的三氧化二鋁涂層致密完整，具有良好的阻止氫滲透的性能。
以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。