CN100387925C - 环保高速低温热棒装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热棒，具体为一种用于多年冻土岩土地区铁路、公路、桥梁、涵洞、输油和输气管线、房屋建筑及地下铁路的基础土层稳定及山体滑坡防治等热能工程中所使用的环保高速低温热棒装置。其特点是：在真空管壳(4)的一端有吊装卡口(1)、另一端有与二次真空相变腔体(7)相通的二次真空抽气介质灌注孔(8)，在真空工作腔体(5)的一端有二次真空相变腔壳体(6)、另一端连接有介质灌注孔(2)，真空管壳(4)体外侧上有散热冷凝端翅片(3)。本发明的优点是：具有传热能力大，启动速度快，均温性能好，传热温差小，单向传热，传输功率大，使用寿命长等特点，故本发明可广泛用于高原冻土岩土公路铁路、桥梁涵洞路基及输变电铁塔基础稳定，机场跑道及道路融雪，低温地热的利用等工程中。使用性能稳定，使用寿命可达30年以上。

Description

环保高速低温热棒装置

技术领域：

本发明涉及热棒，具体为一种用于多年冻土岩土地区铁路、公路、桥梁、涵洞、输油和输气管线、房屋建筑及地下铁路的基础土层稳定及山体滑坡防治等热能工程中所使用的环保高速低温热棒装置。

背景技术：

冻土是一种特殊的、低温已变的自然体，其冻胀、融沉现象将会造成路基的沉陷变形、山坡热融滑塌、涵洞开裂等破坏现象，是寒冷地区铁路、公路工程建设需要解决的主要关键技术。现行低温热管技术多为低温氨重力热管，管的上部装有散热片，叫散热段。管的下部埋入多年冻土中，叫蒸发段。在寒冷季节，由于空气温度低于多年冻土温度，热管中的液体工质吸收多年冻土中的热量，蒸发成汽体。蒸汽在压差的驱动下，沿热管中心通道向上流动至热管上部，遇到较冷的管壁放出汽化潜热，冷凝成液体，液体工质薄膜在重力作用下，沿管壁流回蒸发段再蒸发，如此循环把地基多年冻土中的热量源源不断地传输到大气中。由于重力热管特有的传热机理，热量只能从下向上传热，而不能从上往下传递，在温暖季节，空气温度高于多年冻土温度，液体工质蒸发的蒸汽到热管上部后，由于管壁温度较高，蒸汽不能冷凝，达到汽液相平衡后，液体停止蒸发，热管停止工作，这样大气中的热量就不会通过热管传到多年冻土中。因解决冻土的低温热管需要较长的尺寸，因此配合的管径也相应要粗，理论上，粗管径接触更多的土地面积，工作效果好，但是，由于过粗的管径而需要的工质量更大，而大工质量在管径中又影响蒸发效率，因此热棒的工质灌注量是影响直径的主要因素，国内低温热管的工质目前还多使用为氨或者氟，这在环保方面是不允许使用的，而且也对产品出口产生障碍。

发明内容：

本发明的目的就是为了解决上述冻土层稳定性问题，提供一种结构简单、成本低廉的，具有传热能力大，启动速度快，均温性能好，传热温差小，单向传热，传输功率大，使用寿命长的带内部结构的环保高速低温热棒装置。本发明的目的是这样实现的：它包含吊装卡口、介质灌注孔、散热冷凝端翅片、真空管壳、真空工作腔体、二次真空相变腔壳体、二次真空相变腔体、二次真空抽气介质灌注孔。在真空管壳的一端有吊装卡口、另一端有与二次真空相变腔体相通的二次真空抽气介质灌注孔，在真空工作腔体的一端有二次真空相变腔壳体、另一端连接有介质灌注孔，真空管壳体外侧上有散热冷凝端翅片。散热冷凝端翅片的厚度为0.1-3mm，高度为0.2-100mm。真空管壳的直径为2-400mm，长为1-50m。本发明的优点是：具有传热能力大，启动速度快，均温性能好，传热温差小，单向传热，传输功率大，使用寿命长等特点，故本发明可广泛用于高原冻土岩土公路铁路、桥梁涵洞路基及输变电铁塔基础稳定，机场跑道及道路融雪，低温地热的利用等工程中。使用性能稳定，使用寿命可达30年以上。

附图说明：

图1为本发明的剖面结构示意图。

具体实施方式：

在真空管壳4的一端有吊装卡口1、另一端有与二次真空相变腔体7相通的二次真空抽气介质灌注孔8，在真空工作腔体5的一端有二次真空相变腔壳体6、另一端连接有介质灌注孔2，真空管壳4体外侧上有散热冷凝端翅片3。散热冷凝端翅片3的厚度为0.1-3mm，高度为0.2-100mm。真空管壳4的直径为2-400mm，长为1-50m。本发明中，二次真空相变腔壳体与二次真空相变腔体、二次真空抽气介质灌注孔构成一个独立的真空系统，作用其一，占用主真空体内空间，减少了主体冷媒的灌注量，增加散热效率。其二，二次真空腔内灌注相变温度在0～15度范围内的相变体，将多余热量存储，进而增加主体冷媒相变效率。

本发明的主体真空管壳与真空工作腔体及其上封盖的真空抽气介质灌注孔、主副真空壳体封头及二次真空抽气介质灌注孔构成主真空环境，内装有工作介质，工作介质为R-134a制冷剂、R-417A制冷剂、R-420A制冷剂、R-421A制冷剂等。本发明的各部件的材料可采用碳钢，低温钢，不锈钢及耐酸碱盐材料，加工时需要进行酸洗钝化处理。本发明工作过程：本发明包括有真空管壳及其两端的封盖，真空管壳体内装有R-134a制冷剂或R-421A制冷剂环保工作介质，介质可更换，在一端可旋转安装拆卸的封盖上设有介质进出口管吊装卡口，在另一端的封盖上设有有真空抽气口，并可灌注二次相变液体。

Claims (3)

1.一种环保高速低温热棒装置，它包含吊装卡口(1)、介质灌注孔(2)、散热冷凝端翅片(3)、真空管壳(4)、真空工作腔体(5)、二次真空相变腔壳体(6)、二次真空相变腔体(7)、二次真空抽气介质灌注孔(8)，其特征在于：在真空管壳(4)的一端有吊装卡口(1)、另一端有与二次真空相变腔体(7)相通的二次真空抽气介质灌注孔(8)，在真空工作腔体(5)的一端有二次真空相变腔壳体(6)、另一端连接有介质灌注孔(2)，真空管壳(4)体外侧上有散热冷凝端翅片(3)。

2.根据权利要求1所述的一种环保高速低温热棒装置，其特征是：散热冷凝端翅片(3)的厚度为0.1-3mm，高度为0.2-100mm。

3.根据权利要求1所述的一种环保高速低温热棒装置，其特征是：真空管壳(4)的直径为2-400mm，长为1-50m。

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