CN2549419Y - 中高温分离式热管换热器 - Google Patents

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郭宏新
陈军
鲁广松
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Jiangsu Sunpower Technology Co Ltd
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JIANGSU SUNPOWER CO Ltd
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Abstract

本实用新型涉及一种以有机物N－甲基吡咯烷酮为工质的新型中高温分离式热管换热器，它由蒸发段管束、凝结段管束、上升管、下降管、排汽管、排汽阀、工作介质组成，蒸发段管束的上联箱和凝结段管束的上联箱通过上升管相连，蒸发段管束的下联箱和凝结段管束的下联箱通过下降管相连，排汽管和凝结段管束的下联箱相连，排汽阀与排汽管相连，工质为N－甲基吡咯烷酮，且工质直接与各管段的内壁接触。本实用新型具有普通的以水为工质的分离式热管换热器的一般特点，同时又扩展了分离式热管换热器的温度适用范围，克服了以水为介质的普通分离式热管换热器的温度适用局限性，能将冷流体温度加热到250℃以上，并能使得工质在较高的工作温度(280－400℃)内，分离式热管换热器依然能安全高效运行。

Description

中高温分离式热管换热器
技术领域
本实用新型属分离式热管换热器的改进，通过合理地选取分离式热管的结构和工作介质，扩展了分离式热管换热器的温度适应范围。
背景技术
充分利用能源是当今普遍面临的问题，而余热回收是其中重要的环节。自从热管换热器问世以来，以其突出的优点展现出这方面的巨大潜力，如它高的传热效率、低的压力损失以及结构紧凑、应用范围广等，因而广泛应用到各工业部门并取得了明显的效果。尤其是分离式热管换热器可使加热段和冷却段相互独立，有效地进行源汇分离，实现远程传热，便于现场灵活布置，且能适应设备大型化的要求。
但是，目前国内分离式热管换热器普遍采用的是以水为工质，水的饱和温度达到280℃时，其对应的饱和蒸汽压力为64.2×105Pa，且随饱和温度的升高，饱和压力急剧升高；同时，水的汽化潜热随饱和蒸汽温度的升高而减小，导致影响热管工作能力的传输因数随饱和蒸汽温度的升高而减小；再者，碳钢和水会发生化学反应产生不凝性气体(氢气)，故须在各管段的内壁涂覆钝化膜，尽管采用管内添加缓蚀剂或管壁覆盖钝化膜的方法可以减缓不凝性气体的生成，但随着水温的升高，缓蚀剂和钝化膜也显得无能为力，试验表明，管壁涂覆钝化膜，管腔蒸汽温度为210℃的水-碳钢分离式热管换热器，其正常使用寿命仅为一年半。考虑到热管换热器的安全性与经济性，被加热冷流体温度一般控制在200℃以内，温度适用范围受到限制，无法在较高的工作温度(280-400℃)条件下实现安全、高效、长周期的运行。
发明内容
本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种可在较高的工作温度条件下实现安全、高效、长周期运行的中高温分离式热管换热器。
本实用新型的技术解决方案：
一种中高温分离式热管换热器，它由蒸发段管束、凝结段管束、上升管、下降管、排汽管、排汽阀、工作介质组成，其特征在于蒸发段管束的上联箱和凝结段管束的上联箱通过上升管相连，蒸发段管束的下联箱和凝结段管束的下联箱通过下降管相连，排汽管和凝结段管束的下联箱相连，排汽阀与排汽管相连，工质为N-甲基吡咯烷酮，且工质直接与各管段的内壁接触。
本实用新型是一种以有机物N-甲基吡咯烷酮(分子式为C5H3NO)为工质的新型分离式热管换热器，其各管段内壁无需涂覆钝化膜，它具有普通的以水为工质的分离式热管换热器的一般特点，可使加热段和冷却段相互独立，有效地进行源汇分离，实现远程传热，便于现场灵活布置，且能适应设备大型化的要求。同时本实用新型扩展了分离式热管换热器的温度适用范围，克服了以水为介质的分离式热管换热器的温度适用局限性，有效地解决了水和碳钢反应产生氢气影响分离式热管安全运行和使用寿命问题，使得工质在较高的工作温度(280-400℃)内，分离式热管换热器依然能安全、高效、长周期的运行。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的中高温分离式热管换热器由蒸发段管束2、凝结段管束5、上升管3、下降管7、排汽管6、排汽阀4、工作介质1组成，本实用新型的特点是，蒸发段管束2的上联箱和凝结段管束5的上联箱通过上升管3相连，蒸发段管束2的下联箱和凝结段管束5的下联箱通过下降管7相连，排汽管6和凝结段管束5的下联箱相连，排汽阀4与排汽管6相连，工质1为N-甲基吡咯烷酮，且工质1直接与各管段的内壁接触，此时，各管段的内壁均无需再涂覆钝化膜。
本实用新型所述的换热器由多组管束串联组成，相互之间独立。当管束内部通过排汽阀4排汽造成一定的真空度后，蒸发段管束2内的工质1吸收热量后汽化，产生的工作蒸汽汇集到蒸发段管束2的上部上联箱，经上升管3输送到凝结段管束5。蒸汽凝结放出的汽化潜热将管外的内流体加热。凝结后的工作液体汇集凝结段管束5的下部下联箱，然后通过下降管7在位差的作用下回到蒸发段管束2继续蒸发。如此往复循环进行，从而完成热量由热段到冷段的输送。本实用新型的工质1由于采用N-甲基吡咯烷酮，故能将冷流体温度加热到250℃以上，使得本实用新型的分离式热管换热器在较高的工作温度(280-400℃)内依然能安全高效运行。

Claims (1)

1、一种中高温分离式热管换热器，它由蒸发段管束、凝结段管束、上升管、下降管、排汽管、排汽阀、工作介质组成，其特征在于蒸发段管束的上联箱和凝结段管束的上联箱通过上升管相连，蒸发段管束的下联箱和凝结段管束的下联箱通过下降管相连，排汽管和凝结段管束的下联箱相连，排汽阀与排汽管相连，工质为N-甲基吡咯烷酮，且工质直接与各管段的内壁接触。
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Patentee after: Zhongsheng High Science & Technology Industry Co., Ltd., Jiangsu

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