高温隔热组件制造技术

一种隔热囊包括第一和第二绝热材料片，其在第一片和第二片之间形成囊。至少一个反射箔设置在囊内，并且多个间隔物设置在囊内并且定位成将至少一个反射箔与第一和第二绝热材料片隔开。多个反射箔可设置在囊内，每个反射箔之间具有间隔物。隔热囊可卷成管状并在管道内使用或形成可用于容器内衬的面板。

High temperature insulation components

The heat insulation bag comprises a first and a second heat insulation material sheets, which form a bag between the first sheet and the second sheet. At least one reflective foil is arranged in the bag, and a plurality of spacers are arranged in the bag and positioned to separate at least one reflective foil from the first and second thermal insulation material sheets. A plurality of reflective foils can be arranged in the capsule, and there is a spacer between each reflective foil. The heat insulation bag can be rolled into a tube and used in the pipe or form a panel which can be used for the container lining.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高温隔热组件相关申请的交叉引用本申请基于35U.S.C.§119(e)请求享有2016年12月12日提交的美国临时专利申请第62/433082号的权益，该申请通过引用以其整体并入本文中。
技术介绍
本公开涉及传热领域，并且更具体地涉及在一定体积的高温流体和包含高温流体的容器之间提供热隔离。有些应用需要使用高温流体来储存热并输送热量以用于应用，如发电、化学合成反应控制、矿石提取、高效电池、生产层中的石油二次回收，或临界或亚临界裂变核心中的传热和中子学。在一些应用中，具有最有益特性的高温流体是熔盐。对于许多应用，该工艺的性能和能效随着温度高达800℃而改善。对于这种应用，通常用于容器和管道的金属在高于600℃的温度下不能可靠地操作来与熔盐接触。这些应用通常受到金属和合金在高温下的强度以及金属或合金的化学腐蚀的限制。在这些高温下，常规结构金属失去其强度并且金属表面以显著的速率腐蚀。含有高比例镍的金属合金能够在800℃下可靠地操作，同时耐腐蚀。然而，这种合金非常昂贵，并且作为罐和管道的材料用于上文所述的许多应用将是不可承受的。
技术实现思路
密封隔热囊用于降低容器(如管道或罐)的壁的温度，该容器包含高温流体，如熔盐，且因此提供使用较便宜的容器材料的可能性，同时仍然提供可靠的操作。本专利技术的一个实施例涉及一种密封隔热囊，其限制高温应用中的辐射和传导传热。密封的隔热囊使得可在囊的相对面上维持大的温差，同时仅需要适度的传热来维持温差。应用实例包括利用熔盐的系统，集中太阳能中的储热，安全的核裂变能力，从矿石中提取金属以及需要高温的化学合成。另外，公开了一种方法，其中多层囊定位为与包含热熔融流体的容器的内表面相邻的衬里。囊包括气密密封的层压板，层压板包含位于护套内的多个高反射薄金属箔，如电抛光镍。箔层通过诸如陶瓷按钮或条的间隔物的图案在囊内彼此间隔开，间隔物在护套面和相邻的箔层之间提供间隔。护套由两片耐腐蚀金属形成，并且护套通过沿两片的配合周缘焊接而密封，使得护套内部是气密的。在一些实施例中，焊接边缘远离囊的热侧折叠，使得所有焊缝位于囊的冷侧，使得焊缝在冷侧的温度下操作。密封隔热囊在囊的两个面之间提供各种形式的传热的有效隔离(例如，传导、辐射、对流)。内部的反射层充当多层辐射热障层。陶瓷按钮提供间隔以限制相邻箔层的接触。囊的内部可填充惰性气体，例如氩气或氪气，其限制传导和对流作为传热机制。填充囊的气体压力足以在操作温度下提供与来自容器中熔融流体填充的液压力的近似压力平衡。对于一定范围的囊参数，通过由囊包围的腔(例如，参见图2)的一定体积的熔融流体可维持在800℃下，同时将容纳容器的壁温限制在约500℃。容器的壁温可通过流过构造成与容器的外壁热接触的热迹线的二次传热流体的流动来调节。与陶瓷绝热材料相比，囊可更有效地限制传热。限制来自流体的传热导致较低的容器温度，这反过来允许容器由较便宜的材料制成，同时仍保持较长的使用寿命。在囊的护套中使用的昂贵的高镍合金的数量远小于容器和管道的数量，因此可使用廉价的金属而无后患。密封隔热囊提供半柔性热障层，其可装配到新容器中或重新装配到现有容器中。其可以平坦或弯曲的几何形状制造，以对容器的表面'贴墙纸'，如大管，罐等，或以圆柱形或管形几何形状安装在管道中。在这种设备中，熔融流体将存在于隔热层的两个面上，因此层状组件将需要支承的压力仅等于熔融流体中的液压压力，不需要支承熔融流体的整体容纳物。与内部熔融流体的温度相比，密封隔热囊使得可显著降低容器和管道表面的温度。结果，容器和管道可由经济实惠的合金制成，例如由钢制成。在高温下对腐蚀稳定的隔热层的薄表面层是由昂贵的合金制成的唯一元件。无论是提供预防性维护还是囊失效时，囊也可很容易地更换。囊的总制造成本可为由昂贵的耐高温腐蚀合金制成的容器和管道的制造成本的一小部分。已经提供了辐射热隔层用于低温应用和用于炉温的应用，但是通常仅在囊在真空或非腐蚀性气氛中操作的情况下提供。本密封隔热囊的区别是提供了密封封罩，在其内部的高反射率的箔的层堆通过适度的间隙间隔开。反射表面的连续性抑制了从囊的一个面到另一个面的辐射传热。箔层由间隔物隔开，间隔物可为例如陶瓷凸片绝缘体，使得也减少了传导传热。囊内的空隙空间填充有低导热率的惰性气体，使得进一步阻止传导传热。两个薄表面层由耐高温腐蚀合金制成，例如哈氏合金，并且连结两个面层的焊缝位于囊侧面，其将面向容器或管道的较冷的壁，使得焊缝仅在容器中操作熔融流体的较低温度区域。在一些实施例中，密封隔热囊制造为高反射率箔的层状组件，例如电解抛光的镍，其与一组陶瓷凸片或杆组装在一起，陶瓷凸片或杆定位成通过受控的间隔以隔开相邻的箔片，以及护套，其包括由耐高温腐蚀合金(例如哈氏合金)构成的一对片。给定金属的反射率是波长的函数。黑体辐射中发射的光谱是温度的函数。如本文所用，高反射率意味着描述大于或等于90％的反射率。可使用小于90％的反射率，但与更高的反射率相比，性能会降低。通过用第二材料涂覆箔可增加箔的反射率。例如，可在镍箔的表面上包含铑涂层以增强镍箔的反射率。涂层可为薄的(例如，微米厚度)。具有高熔融温度的其它反射材料可用作涂层(例如，金)。本文使用高温来识别800℃范围内的温度，但是本领域普通技术人员将认识到该温度可在较低和较高温度之间变化。这对表面层片通过焊接来连结和密封以形成密封囊的护套，当将囊安装在容器中并且容器填充熔融流体时，密封囊中的包含反射箔的封闭空间密封以免暴露于熔融流体。在一些实施例中，内表面层片例如通过模压成形，使得内表面层箔的边缘形成卷曲或杯状形状，其中唇缘朝向将成为囊的冷侧的位置定向。通过这种设置，焊缝在熔融流体温度差的冷端操作并且不易腐蚀。在本专利技术的一个实施例中，整个密封隔热囊可制造成具有1-5cm的总厚度。柔性几何形状和小的排除容积使得密封隔热囊对于上述应用具有吸引力。本专利技术的另一实施例是一种密封隔热囊，用于集中式太阳能设备中的大型熔盐储存容器和管道。在某些实施例中，隔热囊可用于改造现有的熔盐储存设备。隔热囊包括耐腐蚀金属合金的内片和外片，它们在其边界处密封在一起以形成密封囊。至少一个反射箔设置成在囊内形成反射隔热层，并定位成在囊的内片和外片之间的空间中将至少一个反射箔隔开。多个反射箔可设置在囊内，每层之间具有间隔物。隔热囊可形成为管状并用于管的内部衬里，或可形成为平坦或弯曲的面板，其可用于罐或其它储存容器的内壁衬里。附图说明通过结合附图参考以下详细描述，可更完整地理解本专利技术的实施例，在附图中：图1A是密封隔热囊系统的等距视图；图1B是图1A的密封隔热囊系统的局部横截面视图；图2是安装在管道中的密封隔热囊系统的图示；以及图3是安装在罐内的密封隔热囊系统的图示；以及图4是密封隔热囊系统400的实施例的局部示意图。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述本专利技术的实施例。然而，本专利技术可以许多不同的形式实施，并且不应该解释为限于这里阐述的实施例。本专利技术应该仅被认为受限于它们现在存在的权利要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隔热囊，包括：/n内片和外片，其在所述内片和所述外片的边缘处连结在一起，所述内片和所述外片在它们之间形成囊；/n至少一个反射箔，其设置在所述囊内；以及/n多个间隔物，其设置在所述囊内，并且定位成将所述至少一个反射箔片从所述内片和所述外片间隔开。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20161212 US 62/4330821.一种隔热囊，包括：
内片和外片，其在所述内片和所述外片的边缘处连结在一起，所述内片和所述外片在它们之间形成囊；
至少一个反射箔，其设置在所述囊内；以及
多个间隔物，其设置在所述囊内，并且定位成将所述至少一个反射箔片从所述内片和所述外片间隔开。


2.根据权利要求1所述的隔热囊，其特征在于，所述囊是气密密封的囊。


3.根据权利要求2所述的隔热囊，其特征在于，所述隔热囊还包括设置在所述囊内的惰性气体。


4.根据权利要求3所述的隔热囊，其特征在于，所述惰性气体选自由氖、氩、氮、二氧化碳和氪构成的集合。


5.根据权利要求1所述的隔热囊，其特征在于，所述至少一个反射箔包括电抛光镍箔。


6.根据权利要求1所述的隔热囊，其特征在于：
所述至少一个反射箔包括至少两个反射箔；并且
所述多个间隔物包括设置在所述至少两个反射箔之间的间隔物，以使所述至少两个反射箔彼此间隔开。


7.根据权利要求1所述的隔热囊，其特征在于，所述内片和所述外片中的至少一个包括耐高温腐蚀的合金。


8.根据权利要求7所述的隔热囊，其特征在于，所述耐高温腐蚀合金选自由哈氏合金、Incoloy、C-276(57％Ni)、C-22(56％Ni)和N(71％Ni)构成的集合。


9.根据权利要求1所述的隔热囊，其特征在于，所述内片的边缘是卷曲的，使得所述内片和所述外片的连结的边缘定位成远离所述隔热囊的内侧。


10.根据权利要求1所述的隔热囊，其特征在于，所述至少一个反射箔包括提高反射率的涂层。


11.根据权利要求10所述的隔热囊，其特征在于，所述涂层选自由铑和金构成的集合。


12.根据权利要求1所述的隔热囊，其特征在于，所述内片和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：P麦金泰尔，
申请(专利权)人：得克萨斯农业及机械体系综合大学，
类型：发明
国别省市：美国;US