高溫抗氫滲透太陽能集熱管內(nèi)管表面的鍍層結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型所公開的是一種高溫抗氫滲透太陽能集熱管內(nèi)管表面的鍍層結(jié)構(gòu)，包括不銹鋼管和高溫太陽能選擇性吸收膜系，以其還包括氫滲透阻擋層，且所述氫滲透阻擋層處在不銹鋼管的表面，而高溫太陽能選擇性吸收膜系處在氫滲透阻擋層的表面為主要特征，具有結(jié)構(gòu)合理，制備工藝易控好做，能阻擋氫擴(kuò)散滲透，太陽能集熱管的集熱效率長期穩(wěn)定和正常使用壽命長等特點。
【專利說明】高溫抗氫滲透太陽能集熱管內(nèi)管表面的鍍層結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種高溫抗氫滲透太陽能集熱管內(nèi)管表面的鍍層結(jié)構(gòu)，屬于太陽能熱利用裝備技術(shù)，具體涉及一種主要適用于槽式太陽能熱發(fā)電抗氫滲透的集熱管內(nèi)管制備技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]不銹鋼管尤其是奧氏體不銹鋼管，由于其具有極好的抗氧化性能，而被作為太陽能集熱管內(nèi)管的首選材料。
[0003]而存在于所述不銹鋼管內(nèi)富含氫(含原子和分子)的集熱介質(zhì)(例如導(dǎo)熱油)中的氫，在常溫及高溫條件下的擴(kuò)散滲透是非常顯著的，特別是太陽能熱發(fā)電的集熱管更為明顯。
[0004]眾所周知，太陽能集熱管的不銹鋼內(nèi)管與玻璃管外罩之間的夾層內(nèi)，除了真空度達(dá)到3 X 10_2飛X 10_3Pa以上外，還加了一定質(zhì)量的吸氣劑，來確保在其長期的高溫O 400°C )運(yùn)行中，保持良好的足夠的真空度，以有效提聞集熱管的集熱效率。
[0005]實踐試驗表明，要使所述夾層間的真空度保持25?30年，并非是件易事。尤其是存在于集熱介質(zhì)中的氫原子和氫分子的不間斷的擴(kuò)散滲透，且遷延至所述夾層內(nèi)，這就造成了所述夾層內(nèi)真空度的不間斷下降。以致嚴(yán)重影響了所述集熱管的集熱效率。
[0006]然而，無奈地更換集熱管所造成的更新改造資金的消耗是很可觀的，而且對于太陽能熱發(fā)電裝備來說，這種更換改造集熱管的工程不但浩大而且也煩難。
[0007]矛盾總是對立統(tǒng)一的。要想長期保持所述夾層的真空度在理想的范圍內(nèi)，其方式之一是阻擋存在于導(dǎo)熱介質(zhì)中的氫原子或氫分子的滲透擴(kuò)散。然而這種方式，至今未有報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實用新型旨在提供一種高溫抗氫滲透太陽能集熱管內(nèi)管表面的鍍層結(jié)構(gòu)，解決已有技術(shù)所存在的問題，以謀求長期保持所述太陽能集熱管真空夾層內(nèi)的真空度，為提高太陽能熱發(fā)電的熱效率提供有效的技術(shù)支持。
[0009]本實用新型實現(xiàn)其目的的技術(shù)構(gòu)想，是在不銹鋼(奧氏體)內(nèi)管表面，與已有的高溫太陽能選擇性吸收膜系之間，加上一層氫滲透阻擋層，令存在于導(dǎo)熱介質(zhì)(導(dǎo)熱油)中的氫原子或氫分子，約束在所述不銹鋼內(nèi)管內(nèi)，使之不會滲透擴(kuò)散到所述真空夾層中，從而實現(xiàn)本實用新型的目的。
[0010]本實用新型實現(xiàn)其目的的技術(shù)方案是:
[0011]一種高溫抗氫滲透太陽能集熱管內(nèi)管表面的鍍層結(jié)構(gòu)，包括不銹鋼管和高溫太陽能選擇性吸收膜系，而其還包括氫滲透阻擋層，且所述氫滲透阻擋層處在不銹鋼管的表面，而高溫太陽能選擇性吸收膜系處在氫滲透阻擋層的表面。
[0012]由以上所給出的本實用新型主旨技術(shù)方案可以明了，由于氫阻擋層的存在，阻擋了導(dǎo)熱介質(zhì)中氫的擴(kuò)散滲透，這樣就保證了所述集熱管真空夾層的真空度(除了漏氣)，實現(xiàn)了本實用新型的目的。
[0013]而所述氫阻擋層要滿足耐高溫和阻擋氫遷延能力強(qiáng)的技術(shù)要求。通過長期反復(fù)的實驗研究，本實用新型還主張，所述氫滲透阻擋層是碳化硅氫滲透阻擋層，或者是碳化鈦氫滲透阻擋層，或者是鈦化鋁氫滲透阻擋層；其厚度在1.0-2.0 μ m范圍內(nèi)。其中本實用新型優(yōu)選的是碳化硅氫滲透阻擋層。
[0014]而所述高溫太陽能選擇性吸收膜系，實用工藝要求其在較高溫度(≥400°C)的工作條件下，具有良好的穩(wěn)定性，吸收率高和發(fā)射率低等技術(shù)性能，同時具有較高的性價比，據(jù)此，本實用新型通過反復(fù)對比試驗后主張，所述高溫太陽能選擇性吸收膜系由內(nèi)至外依次是擴(kuò)散阻擋層，紅外反射層，選擇性吸收層，減反射層。但并不局限于此。
[0015]而所述的擴(kuò)散阻擋層，是AI2O3層，或者是SiO2層，或者是AIN層；所述紅外反射層是Al層，或者是Mo層，或者是Ag層 ，或者是Au層；所述選擇性吸收層，是SS-AIN層，或者是T1-AI2O3層,或者是Mo-AI2O3層,或者是W- AI2O3層；所述減反射層是AI2O3層,或者是SiO2層?；蛘呤荢i3N4層，但并不局限于此。而其中SS為不銹鋼。
[0016]上述技術(shù)方案得以實施后，本實用新型所具有的結(jié)構(gòu)合理，制備工藝易控好做，阻擋氫擴(kuò)散滲透，集熱管集熱效率長時期穩(wěn)定和正常使用壽命長等特點，是顯而易見的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型一種【具體實施方式】的鍍層結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖，通過【具體實施方式】的描述，對本實用新型作進(jìn)一步說明。但并不局限于此
[0019]實施例之一，如附圖1所示。
[0020]一種高溫抗氫滲透太陽能集熱管內(nèi)管表面的鍍層結(jié)構(gòu)，包括奧氏體不銹鋼管I和高溫太陽能選擇性吸收膜系2，還包括氫滲透阻擋層3，且所述氫滲透阻擋層3處在不銹鋼管I的表面，而高溫太陽能選擇性吸收膜系2處在氫滲透阻擋層3的表面。
[0021]所述氫滲透阻擋層3是碳化硅氫滲透阻擋層，其厚度在1.0-2.0μπι范圍內(nèi)。
[0022]所述高溫太陽能選擇性吸收膜系2由內(nèi)至外依次是擴(kuò)散阻擋層2-1，紅外反射層2-2，選擇性吸收層2-3，減反射層2-4。
[0023]而所述擴(kuò)散阻擋層2-1是AI2O3層，紅外反射層2-2是Al層，選擇性吸收層2_3是SS-AIN層，減反層2_4是AI2O3層，但并不局限于此。
[0024]實施例之二，如附圖1所示。
[0025]一種高溫抗氫滲透太陽能集熱管內(nèi)管表面的鍍層結(jié)構(gòu)，包括奧氏體不銹鋼管I和高溫太陽能選擇性吸收膜系2，還包括氫滲透阻擋層3，且所述氫滲透阻擋層3處在不銹鋼管I的表面，而高溫太陽能選擇性吸收膜系2處在氫滲透阻擋層3的表面。
[0026]所述氫滲透阻擋層3是碳化鈦氫滲透阻擋層，其厚度在1.0-2.0 μ m范圍內(nèi)。
[0027]所述高溫太陽能選擇性吸收膜系2由內(nèi)至外依次是擴(kuò)散阻擋層2-1，紅外反射層2-2，選擇性吸收層2-3，減反射層2-4。[0028]而所述擴(kuò)散阻擋層2-1是SiO2層，紅外反射層2-2是Mo層，選擇性吸收層2_3是T1-AI2O3層，減反射層2_4是Si3N4層，但并不局限于此。
[0029]實施例之三，如附圖1所示。
[0030]一種高溫抗氫滲透太陽能集熱管內(nèi)管表面的鍍層結(jié)構(gòu)，包括不銹鋼管I和高溫太陽能選擇性吸收膜系2，還包括氫滲透阻擋層3，且所述氫滲透阻擋層3處在不銹鋼管I的表面，而高溫太陽能選擇性吸收膜系2處在氫滲透阻擋層3的表面。
[0031]所述氫滲透阻擋層3是鈦化鋁氫滲透阻擋層，其厚度在1.0-2.0μπι范圍內(nèi)。
[0032]所述高溫太陽能選擇性吸收膜系2由內(nèi)至外依次是擴(kuò)散阻擋層2-1，紅外反射層2-2，選擇性吸收層2-3，減反射層2-4。
[0033]而所述擴(kuò)散阻擋層2-1是AIN層，紅外反射層2_2是Ag層，選擇性吸收層2_3是Mo-AI2O3層，減反射層2_4是SiO2層，但并不局限于此。
[0034]本實用新型制備過程的簡要描述是:以實施例之一為例，建議采用離子束輔助鍍膜技術(shù)和雙 室鍍膜機(jī)，將SiC沉積在不銹鋼321Η內(nèi)管表面之后，再采用中頻磁控濺射技術(shù)，在SiC鍍層表面依次鍍布擴(kuò)散阻擋層2-1，紅外反射層2-2，選擇性吸收層2-3和減反射層
2-4。所述選擇性吸收膜系2各鍍層的層厚控制在8(Tl20nm范圍內(nèi)。但不局限于此，可以根據(jù)實際應(yīng)用要求對其厚度作適當(dāng)調(diào)整。
[0035]如以上所描述實施例的本實用新型的測試結(jié)果是:吸收率> 95.5%，發(fā)射率(12% (400°C時)。取得了令人滿意的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
【權(quán)利要求】
1.一種高溫抗氫滲透太陽能集熱管內(nèi)管表面的鍍層結(jié)構(gòu)，包括不銹鋼管(I)和高溫太陽能選擇性吸收膜系(2)，其特征在于，還包括氫滲透阻擋層(3)，且所述氫滲透阻擋層(3)處在不銹鋼管(I)的表面，而高溫太陽能選擇性吸收膜系(2)處在氫滲透阻擋層(3)的表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫抗氫滲透太陽能集熱管內(nèi)管表面的鍍層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氫滲透阻擋層(3)是碳化硅氫滲透阻擋層，或者是碳化鈦氫滲透阻擋層，或者是鈦化鋁氫滲透阻擋層，其厚度在1.0-2.0 μ m范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高溫抗氫滲透太陽能集熱管內(nèi)管表面的鍍層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述高溫太陽能選擇性吸收膜系(2)由內(nèi)至外依次是擴(kuò)散阻擋層(2-1)，紅外反射層(2-2 )，選擇性吸收層(2-3 )，減反射層(2-4 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高溫抗氫滲透太陽能集熱管內(nèi)管表面的鍍層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述擴(kuò)散阻擋層(2-1)，是AI2O3層，或者是SiO2層，或者是AIN層；所述紅外反射層(2-2)是Al層，或者是Mo層，或者是Ag層，或者是Au層；所述選擇性吸收層(2-3)，是SS-AIN層，或者是T1-AI2O3層，或者是Mo-AI2O3層，或者是W- AI2O3層；所述減反射層(2_4)是AI2O3層,或者是SiO2 層,或者是Si3N4。
【文檔編號】F24J2/46GK203758052SQ201320680414
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】俞科, 郭廷偉 申請人:常州龍騰太陽能熱電設(shè)備有限公司