CN201706931U - 一种夹套式热管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种夹套式热管，以解决现有的夹套式热管所存在的因工质采用纯水而使其使用温度范围受到限制，以及只能水平安装的问题。本实用新型夹套式热管在内管(1)的外表面与外管(2)的内表面之间所形成的环形空间内设有无机传热介质，无机传热介质由防腐层(5)、活性层(6)和导热介质粉末(7)组成。防腐层和活性层分别自内管的外表面和外管的内表面依次设置，导热介质粉末设于内管上活性层的外表面与外管上活性层的内表面之间所形成的环形空间内。本实用新型可用于石油、化工、化肥、电力等行业的换热设备或热能回收装置中，尤其适用于工业炉高温烟气能量回收利用装置中。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种热管元件，尤其涉及一种夹套式热管。
背景技术
在石油、化工、化肥、电力等行业的换热设备或热能回收装置中，热管的应用很广泛。在热管中，有一种热管是无机热管，使用无机传热介质、无相变传热；采用传统的热管传热路径，即两端传热。安装时需在中部设置隔板，这使其应用范围受到一定制约。热管中还有一种是夹套式热管。中国专利CN1233742A公开了一种夹套式热管，由外管、外管内轴向套设的长度大于外管的内管、位于外管两端分别设置的与外管和内管周壁密封相接的两个环形密封端盖、外管孔道内的工质等组成；工质通常采用纯水。工作时，给水走内管。外管吸收烟气热量，将工质蒸发成蒸汽，蒸汽向内管中的给水释放热量。采用这样的传热路径，不需要在夹套式热管中部设置隔板，从而没有现有无机热管所存在的这方面的问题。并且这种夹套式热管采用水平安装，在特定场合使用具有优越性。存在的问题是，工质采用传统的纯水，相变传热，使其使用温度范围受到限制；另一个问题是，这种夹套式热管只能水平安装。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种夹套式热管，以解决现有的夹套式热管所存在的因工质采用纯水而使其使用温度范围受到限制，以及只能水平安装的问题。
为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：一种夹套式热管，设有内管、外管，内管的外表面与外管的内表面之间形成环形空间，环形空间内设有工质，其特征在于：所述的工质为无机传热介质，由防腐层、活性层和导热介质粉末组成，防腐层和活性层分别自内管的外表面和外管的内表面依次设置，导热介质粉末设于内管上活性层的外表面与外管上活性层的内表面之间所形成的环形空间内。
采用本实用新型的夹套式热管，具有如下的有益效果：(1)工质采用无机传热介质，扩大了使用温度范围。(2)采用无机传热介质、无相变传热，使本实用新型可以多方位安装布置，包括水平安装、竖直安装或倾斜安装，扩大了夹套式热管的使用范围。(3)采用无机传热介质，使本实用新型能在几乎没有热损失的情况下传递热量，热效率高。其中防腐层可以防止内管外表面和外管内表面形成氧化物，活性层可以防止内管和外管材料氢氧元素的产生，导热介质粉末具有良好的吸热、传热特性。(4)安全可靠性高。由于采用无机传热介质使使用温度范围扩大，且内部工作压力受工况波动的影响较小，所以不易产生高温爆管(可以在使用过程中通过传热效率来监测是否爆管)；工质也没有产生不凝性气体的弊病。另外即使内外管局部腐蚀穿孔，夹套式热管仍能安全运行一段时间，安全系数较高。(5)在流场中的整体均温特性良好，夹套式热管的外管外表面沿轴向的温度基本一致，可以很好地回避流场中的低温点(例如冷空气入口处)，消除烟气等腐蚀性气体所产生的露点腐蚀。(6)本实用新型制造、安装方便，重量轻。另外，其压降较小。CN1233742A所述夹套式热管的优点，本实用新型都能够保持。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。附图和具体实施方式并不限制本实用新型要求保护的范围。
附图说明
图1是本实用新型夹套式热管沿轴向的剖视图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型的夹套式热管，设有内管1、外管2。内管1的外表面与外管2的内表面之间形成环形空间，环形空间的两端封闭。图1所示，是在环形空间的两端分别设置端盖3，将该环形空间的两端封闭。
环形空间内设有工质。本实用新型夹套式热管所用的工质为无机传热介质，由防腐层5、活性层6和导热介质粉末7组成。防腐层5和活性层6分别自内管1的外表面和外管2的内表面依次设置，导热介质粉末7设于内管1上活性层6的外表面与外管2上活性层6的内表面之间所形成的环形空间内(夹套式热管在工作时，导热介质粉末7分散并充满于该环形空间；图1即是按此状态绘制导热介质粉末7)。防腐层5和活性层6的厚度一般均为0.008～0.012毫米，导热介质粉末7的用量为微量。
防腐层5的材料，一般为过氧化钠、氧化钠、氧化铍、氧化硼、倍半氧化锰、重铬酸铝、重铬酸钙、重铬酸根之中的一种，或是一种以上组成的混合物。
活性层6的材料，一般为氧化钴、倍半氧化锰、氧化铍、氧化铑、氧化铜、氧化硼、β-钛、铬酸锶、碳酸锶、重铬酸钾、重铬酸钙、重铬酸锰、重铬酸铝、重铬酸根之中的一种，或是一种以上组成的混合物。
导热介质粉末7的材料一般为变性氧化铑、变性氧化镭、过氧化钠、氧化铍、氧化硼、重铬酸钾、重铬酸钠、重铬酸银、铬酸锶、单晶硅、β-钛、重铬酸根之中的一种，或是一种以上组成的混合物。
防腐层5、活性层6和导热介质粉末7的材料，是现有无机热管所常用的无机传热介质。
图1所示本实用新型夹套式热管的制造过程如下。首先将内管1的外表面和外管2的内表面进行表面处理，再将内管1套装于外管2内。之后，在内管1和外管2的两端分别焊接上端盖3，将内管1的外表面与外管2的内表面之间所形成的环形空间的两端封闭。端盖3为圆环形，其中心孔与内管1的管孔相对应。外管2的管壁上设有开孔。
将防腐层5和活性层6的材料分别配成溶液。先将防腐层5材料的溶液经外管2管壁上的开孔注入内管1的外表面与外管2的内表面之间所形成的环形空间，并整体旋转内管1和外管2，使防腐层5材料的溶液分布于内管1的外表面和外管2的内表面上；待该溶液形成薄膜以后，即形成防腐层5。然后，再将活性层6材料的溶液经外管2管壁上的开孔注入内管1上防腐层5的外表面与外管2上防腐层5的内表面之间所形成的环形空间，并整体旋转内管1和外管2，使活性层6材料的溶液分布于内管1上防腐层5的外表面和外管2上防腐层5的内表面上；待该溶液形成薄膜以后，即形成活性层6。最后，将微量的导热介质粉末7经外管2管壁上的开孔装入内管1上活性层6的外表面与外管2上活性层6的内表面之间所形成的环形空间内，接着经外管2管壁上的开孔对该环形空间抽真空，并用堵头4将外管2管壁上的开孔堵塞、将该开孔与堵头4之间密封焊接。至此，就完成了图1所示本实用新型夹套式热管的制造。
内管1和外管2的长度最好是相等，这样便于其两端与端盖3之间进行焊接，如图1所示。
本实用新型可用于石油、化工、化肥、电力等行业的换热设备或热能回收装置中，尤其适用于工业炉高温烟气能量回收利用装置中。烟气可以产生很强的露点腐蚀，本实用新型由于整体均温特性良好，能够很好地解决这一问题。在烟气能量回收利用装置中使用时，冷流体(空气或水)从内管1的一端进入，从另一端流出。外管2的外表面与高温烟气相接触。外管2吸收高温烟气的热量，传递给内管1的外表面与外管2的内表面之间所形成的环形空间内的无机传热介质。无机传热介质进行无相变传热，利用无机元素分子震荡、摩擦的作用，将热量快速激发，并呈波状迅速地由外管2(热端)传递到内管1(冷端)；内管1再将管内的冷流体加热。在整个传热过程中，本实用新型夹套式热管呈现出热阻趋近于零的特性。
Claims (1)
1.一种夹套式热管，设有内管(1)、外管(2)，内管(1)的外表面与外管(2)的内表面之间形成环形空间，环形空间内设有工质，其特征在于：所述的工质为无机传热介质，由防腐层(5)、活性层(6)和导热介质粉末(7)组成，防腐层(5)和活性层(6)分别自内管(1)的外表面和外管(2)的内表面依次设置，导热介质粉末(7)设于内管(1)上活性层(6)的外表面与外管(2)上活性层(6)的内表面之间所形成的环形空间内。
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