ES2659776T3 - Dispositivo de intercambio de calor de transformación de fase - Google Patents

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Abstract

Un dispositivo (1) de intercambio de calor de transformación de fase, que comprende un tubo (2) interno, un tubo (3) exterior y un medio (4) de intercambio de calor; en el que un espacio entre el tubo (2) interior y el tubo (3) exterior forma un todo o parte de una región de fase líquida; un todo o una parte del espacio dentro del tubo (2) interno forma una región de vaporización; el medio (4) de intercambio de calor con una primera presión dentro de la región de fase líquida entra en la región de vaporización con una segunda presión mientras se calienta cuando fluye, y fluye fuera del dispositivo (1) de intercambio de calor de transformación de fase después de ser evaporado; donde la primera presión es más alta que la segunda presión; en donde el tubo (3) exterior está dispuesto en secciones y un tubo (8) de suministro de medio de intercambio de calor está dispuesto fuera del tubo (3) exterior y en paralelo a lo largo de la dirección axial del tubo (2) interior; caracterizado porque una válvula (11) de retención está dispuesta en una entrada del medio (4) de intercambio de calor en fase líquida de cada sección del tubo (3) exterior; y cada sección del tubo (3) externo está conectada independientemente al tubo (8) de suministro de medio de intercambio de calor a través de una de las válvulas (11) de retención, ejecutando control de presión independiente y control de entrada de medio (4) de intercambio de calor por separado

Description

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pequeño, es más fácil terminar el intercambio de calor interno, su temperatura de pared tiene una diferencia de temperatura que es más constante, lo que reduce aún más la temperatura de deformación de la pared; además, en aun otro ejemplo, incluso hay una situación en la que una parte dentro de una cierta área de longitud a lo largo de la dirección axial del dispositivo de intercambio de calor de transformación de fase no se calienta uniformemente o no se calienta (por ejemplo, la situación en la que la nube el campo de espejo incidente del rayo solar), debido a que el tubo 3 metálico exterior y el cuarto tubo 5 metálico están dispuestos en paralelo, la proporción de rayos solares receptores correspondientes al tubo 3 metálico exterior y el cuarto tubo 5 metálico es aun igual, puede todavía manejar la relación proporcional de calidad del medio de intercambio de calor saturado y el medio de intercambio de calor sobrecalentado muy bien, evita situaciones como esa, un sistema convencional hace que el proceso de transformación de fase del medio de intercambio de calor sea difícil de controlar debido a que cierta parte se calienta de manera irregular, lo que hace que el funcionamiento del sistema sea inestable, etc. Además, preferiblemente, el cuarto tubo 5 de metal y el tubo 3 de metal exterior se pueden fijar entre sí hacia arriba y hacia abajo por métodos tales como soldadura, etc., incluso si la tubería se deforma, la estabilidad de la estructura del sistema y el tamaño de la forma no se dañará
La FIG 4-4 es un diagrama estructural esquemático de un cuarto tubo del dispositivo de intercambio de calor de transformación de fase; como se muestra en la FIG. 4-4, para obtener una diferencia de temperatura de pared más uniforme, un dispositivo de guía de flujo en espiral está dispuesto dentro del cuarto tubo 5 de metal, por ejemplo, una aleta 12 giratoria en espiral; durante el proceso del medio de intercambio de calor de fase de vapor que fluye a través de la región de sobrecalentamiento, bajo la función de la aleta 12 giratoria espiral, el medio de intercambio de calor de fase de vapor se mueve en espiral, lo que disminuye la diferencia de temperatura de la pared circunferencial de la región de recalentamiento, disminuye la deformación de la tubería.
La FIG. 5 es un diagrama esquemático de una estructura completa de un dispositivo de intercambio de calor de transformación de fase de acuerdo con una realización de la presente invención; como se muestra en la FIG. 5, el tubo 3 de metal exterior está dispuesto en sección fuera del tubo 2 de metal interior en serie, por ejemplo, cada 8 m es una unidad, y el tubo 8 de suministro de agua está dispuesto en paralelo a lo largo de la dirección axial del tubo 2 de metal interior, cada tubo de metal externo, tal como 3-1 y 3-2, está conectado independientemente al tubo 8 de suministro de agua a través de la válvula de retención 11, ejecuta control de presión independiente y control de entrada de medio de intercambio de calor por separado; cuando una cierta parte del tubo 3 de metal exterior se ve afectado por el exterior (por ejemplo, cobertura nubosa), cuya superficie no se calienta, la tubería de suministro de agua correspondiente no ejecuta la reposición de agua bajo el control de la válvula de retención, que puede controlar muy bien el balance térmico de todo el sistema, y mantener la estabilidad térmica del sistema; el medio 4-1 de intercambio de calor en fase líquida controla respectivamente el tubo de metal externo correspondiente a través de cada válvula de retención 11 desde la tubería 8 de suministro de agua, por ejemplo, el tubo 3-1 de metal exterior o el tubo 3-2 de metal exterior; cada tubo de metal exterior entra en el tubo de metal interno a través de los agujeros pasantes 7 capilares en la pared del tubo 2 de metal interno según el cambio de parámetros del medio de intercambio de calor interno, después de ser evaporado en el medio 4-2 de intercambio de calor de fase vapor, sale del sistema desde otro extremo del tubo de metal interno. Preferiblemente, el medio de intercambio de calor en fase líquida usa fluido de tipo de pulso para inyectar en la región de líquido, para suministrar más eficientemente el medio de intercambio de calor en fase líquida. Este resuelve una serie de problemas causados por calentamiento desigual local en la longitud total del dispositivo de intercambio de calor de transformación de fase cuando el dispositivo de intercambio de calor de transformación de fase del ejemplo se aplica al campo fototérmico lineal de energía solar, y solamente una única válvula den retención (por ejemplo, la longitud es de 300 m) está dispuesta en el extremo total del dispositivo de intercambio de calor; por ejemplo, el medio de intercambio de calor en fase líquida expulsado dentro del tubo 2 de metal interior no puede transformarse en vapor, hay mucha agua en el fondo, luego de que la posición de la nube ha cambiado, los medios de intercambio de calor en fase líquida se vaporizan, lo que causa problemas de estabilidad térmica como la vibración.
La FIG. 6 es un diagrama esquemático de una estructura completa de un dispositivo de intercambio de calor de transformación de fase; con el fin de obtener un mejor rendimiento de temperatura uniforme de la pared anular de tubo, además, el medio de intercambio de calor en fase líquida dentro de la región de fase líquida formado por el tubo 2 de metal interno y el tubo 3 de metal exterior se establece para circular por completo dentro del tubo de circulación dispuesto dentro del sistema; como se muestra en la FIG. 6 (la dirección de flujo de la línea continua representa la dirección de flujo del medio de intercambio de calor de fase líquida, la dirección de la línea punteada representa la dirección de flujo del medio de intercambio de calor de fase de vapor), la región de fase líquida incluye un tercer tubo 6 de metal dispuesto dentro del tubo 2 de metal interno, donde el tercer tubo 6 de metal está conectado a la región de fase líquida formada por el tubo 2 de metal interior y el tubo 3 de metal exterior, y los orificios pasantes capilares 7 están dispuestos a lo largo de la dirección del eje del tubo 2 de metal interior, donde los orificios pasantes 7 capilares del medio de intercambio de calor están dispuestos en la pared del tercer tubo 6 de metal, el medio de intercambio de calor de fase líquida fluye en la región de fase líquida formada por el tubo 2 de metal interno y el tubo 3 de metal exterior, y fluye al interior del tercer tubo 6 de metal, y entra en la región de vaporización a través de los orificios pasantes 7 capilares en la pared del tercer tubo 6 de metal. Debido a que el área del campo espejo de energía solar puede establecerse relativamente grande, la velocidad de flujo del medio de intercambio de calor de fase líquida en la región de fase líquida no es lento, por lo tanto, el flujo del medio de intercambio de calor en fase líquida en la región de fase líquida puede completarse sin el accionamiento de una
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