[发明专利]一种分离式相变远程传热系统

说明书

本发明公开了一种分离式相变远程传热系统，包括烟道清灰系统、换热通道、冷凝段、加热段、强制循环系统，所述烟道清灰系统固定设置在换热通道的上端，所述冷凝段设置在换热通道的侧面，所述加热段设置在换热通道的下端。烟气自冷凝段侧面过来，高温烟气加热管内工质，工质蒸发后经冷凝段上升管运行至加热段上升管，在加热段换热管内冷却，加热外部低温气体。冷凝后工质经加热段下降管进入输送管道，流经排空三通、阀门、真空机阀门、工质储罐、储罐阀门、工质输送泵、输送阀门、电子阀门回到冷凝段下降管及冷凝段换热管。完成一个循环，在此后运行中进行往复循环。

技术领域

本发明涉及复合相变热管技术领域，具体为一种分离式相变远程传热系统。

背景技术

1、热管技术简介

(1)热管简介热管技术是1963年美国LosAlamos国家实验室的G.M.Grover发明的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。热管技术目前已广泛应用于宇航、军工、钢铁、机械等行业。

(2)工作原理

热管优点

①金属、非金属材料本身的导热速率取决于材料的导热系数、温度梯度，正交于温度梯度的截面面积。以金属银为例，其值为415W/m2·K左右，经测定，热管的导热系数是银的几百倍到上千倍，故热管有热超导体之称。

②由于热管内的传热过程是相变过程，而且工质的纯度很高，因此热管内蒸汽温度基本上保持恒温，经测定：热管两端的温差不超过5℃，与其它传热元件相比，热管具有良好的等温性能。

③热管能适应的温度范围与热管的具体结构、采用的工作流体及热管的环境工作温度有关。目前，热管能适应的温度范围一般为-200℃～2000℃，这也是其它传热元件所难以达到的。

(4)热管式余热回收装置

原理热管式余热回收装置的核心部件是热管。

基本结构：热管蒸汽发生器是由若干根特殊的热管元件组合而成。热管的受热段置于热流体风道内，热风横掠热管受热段，热管元件的放热段插在水—汽系统内。由于热管的存在使得该水—汽系统的受热及循环完全和热源分离而独立存在于热流体的风道之外，水—汽系统不受热流体的直接冲刷。

工作原理：热流体的热量由热管传给水套内的饱和水(饱和水由下降管输入)，并使其汽化，所产蒸汽(汽、水混合物)经蒸汽上升管达到汽包，经集中分离以后再经蒸汽主控阀输出(汽包内的水由104℃除氧水经水预热器加热至175℃后供给)。这样由于热管不断将热量输入水套，通过外部汽—水管道的上升及下降完成基本的汽—水循环，达到将热流体降温，并转化为蒸汽的目的。

优点

(1)热管换热设备较常规换热设备更安全、可靠，可长期连续运行。

(2)传热效率高，启功速度快，热管的冷、热侧均可根据需要采用缠绕翅片来增加传热面积。

(3)有效的防止积灰，换热器设计时能够采用变截面形式，保证流体通过热管换热器时等流速流动，达到自清灰的目的。

(4)结构紧凑，占地面积小。

(5)热流密度可变性。热管可以独立改变蒸发段和冷凝段的加热面积，这样可以控制管壁温度以避免出现露点结灰或酸腐蚀。

2、汽化冷却技术