CN115876027A - 一种用于高温相变蓄热系统的换热管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及换热管技术领域，且公开了一种用于高温相变蓄热系统的换热管，包括以下步骤，S1、将陶瓷原料和各种添加剂按照一定的配比配置成陶瓷坯料；S2、采用注浆成型或者挤出成型制备出陶瓷管生坯和翅片；S3、将陶瓷管和翅片在生坯的状态下粘结在一起；S4、将组合好的换热管生坯高温烧结得到陶瓷管；S5将金属U型管放入陶瓷管内，并在缝隙中填充传热介质。本发明解决了金属与陶瓷热膨胀系数不同引起陶瓷外壳开裂的问题，同时由于有陶瓷外壳的保护，金属换热管不与熔盐直接接触，避免了金属管的腐蚀，该方法制成的换热管具有换热效率高、力学强度高、耐腐蚀性能好，使用寿命长等优势。

Description

一种用于高温相变蓄热系统的换热管

技术领域

本发明涉及换热管技术领域，尤其涉及一种用于高温相变蓄热系统的换热管。

背景技术

换热器作为化工、能源、冶金等工业生产过程的重要组成部分，它的安全高效运行意义重大。换热管作为换热器中重要组成部分，能否安全，高效的长时间工作至关重要。传统的换热管材质为金属管，在熔盐环境下，金属管易腐蚀，力学性能差，使用寿命短。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，如：金属管易腐蚀，力学性能差，使用寿命短，而提出的一种用于高温相变蓄热系统的换热管。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于高温相变蓄热系统的换热管，包括换热管管体，所述换热管管体的外侧设置有外部熔盐，所述换热管管体的内侧设置有U形管，所述换热管管体与U形管之间有传热填充物填充，所述U形管的两端为开口状，所述换热管管体和U形管外壁都有一组或几组翅片，包括以下步骤：

S1、将陶瓷原料和各种添加剂按照一定的配比配置成陶瓷坯料；

S2、采用注浆成型或者挤出成型制备出陶瓷管生坯和翅片；

S3、将陶瓷管和翅片在生坯的状态下粘结在一起；

S4、将组合好的换热管生坯高温烧结得到陶瓷管；

S5将金属U型管放入陶瓷管内，并在缝隙中填充传热介质。

优选的，所述换热管管体采用陶瓷制作而成，陶瓷的材料可以是刚玉、碳化硅、氮化硅和氧化锆等。

优选的，所述U形管为金属管，所述U形管的材料根据工作温度不同可以选择任意合适的经济金属材料，比如不锈钢、碳钢、铝合金或铜等，所述U形管的外壁有一组或几组翅片。

优选的，所述U形管为金属管，所述U形管的外形可以是直的也可以是螺旋状的或其他异形管。

优选的，所述传热填充物可采用铁砂、石墨颗粒、碳化硅颗粒、铜颗粒和铝颗粒等，也可以选择低熔点合金，比如锡。

优选的，所述换热管管体外壁有陶瓷换热翅片，陶瓷的材料可以是刚玉、碳化硅、氮化硅和氧化锆等。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过换热管管体采用陶瓷材料制作，具有良好的耐腐蚀性，用于相变储能系统极大的提升了使用寿命和使用范围，进而极大的提升了相变储能系统的使用性能。

(2)本发明通过在换热管管体加换热翅片，在金属U型管外壁加换热翅片以及盘旋金属U型管，增大换热接触面积，提高了换热效率。

附图说明

图1为本发明的内部结构示意图；

图2为本发明的换热管管体俯视结构示意图。

图中：1、换热管管体；2、外部熔盐；3、U形管；4、传热填充物。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

参照图1-2，一种用于高温相变蓄热系统的换热管，包括换热管管体1，所述换热管管体1采用陶瓷制作而成，陶瓷的材料可以是刚玉、碳化硅、氮化硅和氧化锆等，所述换热管管体1外壁有陶瓷换热翅片，陶瓷的材料可以是刚玉、碳化硅、氮化硅和氧化锆等，所述换热管管体1的外侧设置有外部熔盐2，所述换热管管体1的内侧设置有U形管3，所述U形管为金属管，所述U形管的材料根据工作温度不同可以选择任意合适的经济金属材料，比如不锈钢、碳钢、铝合金或铜等，所述U形管的外壁有一组或几组翅片，所述U形管3为金属管，所述U形管的外形可以是直的也可以是螺旋状的或其他异形管，所述换热管管体与U形管3之间有传热填充物4填充，所述传热填充物4可采用铁砂、石墨颗粒、碳化硅颗粒、铜颗粒和铝颗粒等，也可以选择低熔点合金，比如锡，所述U形管3的两端为开口状，所述换热管管体和U形管3外壁都有一组或几组翅片，包括以下步骤：

S1、将陶瓷原料和各种添加剂按照一定的配比配置成陶瓷坯料；

S2、采用注浆成型或者挤出成型制备出陶瓷管生坯和翅片；

S3、将陶瓷管和翅片在生坯的状态下粘结在一起；

S4、将组合好的换热管生坯高温烧结得到陶瓷管；

S5将金属U型管放入陶瓷管内，并在缝隙中填充传热介质。

本发明中，使用者使用该装置时，通过换热管管体1采用陶瓷材料制作，具有良好的耐腐蚀性，用于相变储能系统极大的提升了使用寿命和使用范围，进而极大的提升了相变储能系统的使用性能，通过在换热管管体1加换热翅片，在金属U型管3外壁加换热翅片以及盘旋金属U型管3，增大换热接触面积，提高了换热效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (6)

1.一种用于高温相变蓄热系统的换热管，包括换热管管体(1)，其特征在于，所述换热管管体(1)的外侧设置有外部熔盐(2)，所述换热管管体(1)的内侧设置有U形管(3)，所述换热管管体与U形管(3)之间有传热填充物(4)填充，所述U形管(3)的两端为开口状，所述换热管管体和U形管(3)外壁都有一组或几组翅片，包括以下步骤：

S1、将陶瓷原料和各种添加剂按照一定的配比配置成陶瓷坯料；

S2、采用注浆成型或者挤出成型制备出陶瓷管生坯和翅片；

S3、将陶瓷管和翅片在生坯的状态下粘结在一起；

S4、将组合好的换热管生坯高温烧结得到陶瓷管；

S5将金属U型管放入陶瓷管内，并在缝隙中填充传热介质。

2.根据权利要求1所述的一种用于高温相变蓄热系统的换热管，其特征在于，所述换热管管体(1)采用陶瓷制作而成，陶瓷的材料可以是刚玉、碳化硅、氮化硅和氧化锆等。

3.根据权利要求1所述的一种用于高温相变蓄热系统的换热管，其特征在于，所述U形管(3)为金属管，所述U形管(3)的材料根据工作温度不同可以选择任意合适的经济金属材料，比如不锈钢、碳钢、铝合金或铜等，所述U形管(3)的外壁有一组或几组翅片。

4.根据权利要求1所述的一种用于高温相变蓄热系统的换热管，其特征在于，所述U形管(3)为金属管，所述U形管的外形可以是直的也可以是螺旋状的或其他异形管。

5.根据权利要求1所述的一种用于高温相变蓄热系统的换热管，其特征在于，所述传热填充物(4)可采用铁砂、石墨颗粒、碳化硅颗粒、铜颗粒和铝颗粒等，也可以选择低熔点合金，比如锡。

6.根据权利要求1所述的一种用于高温相变蓄热系统的换热管，其特征在于，所述换热管管体(1)外壁有陶瓷换热翅片，陶瓷的材料可以是刚玉、碳化硅、氮化硅和氧化锆等。

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