熱管余熱鍋爐熱管優(yōu)點(diǎn)

傳熱性能優(yōu)越。由于管內(nèi)是高效的相變傳熱，其相當(dāng)導(dǎo)熱系數(shù)是銅的幾十倍，甚至幾百倍，故有超導(dǎo)熱體之稱。如果將一支熱管和一支同樣尺寸的銅棒同時(shí)插入80—90度的熱水中，在最初的時(shí)刻，如果您敢用手摸一下銅棒，您卻不敢觸摸燙手的熱管，因?yàn)闊峁芫哂辛己玫牡葴匦裕瑹峁苌喜康臏囟葞缀跖c熱水相同。

每支熱管都是一個(gè)獨(dú)立的傳熱元件，可做成不同的形狀和結(jié)構(gòu)，適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)合。

熱管的加熱段和冷卻段，都是管外換熱，容易處理?yè)Q熱面的積灰和腐蝕。

通過(guò)改變介質(zhì)和管材，可用于不同溫度下的傳熱。

安裝，拆卸，更換，維護(hù)方便。

1.宇航工程：電子艙的冷卻散熱，飛船表面的均溫，生命保障系統(tǒng)的建立，等；

2.計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)，電子設(shè)備：CPU, 電子器件的散熱和均溫，等；

3.新能源的開(kāi)發(fā)和利用：太陽(yáng)能，地?zé)?，凍土工程，等?

4.余熱的回收和利用：鍋爐，工業(yè)爐的余熱回收，各種場(chǎng)合煙氣的余熱回收；

5.其它需要散熱或均溫的場(chǎng)合.

熱管（heat pipe），按較精確的定義，應(yīng)稱之謂“封閉兩相傳熱系統(tǒng)”，即在一個(gè)封閉的體系內(nèi)，依靠流體的相態(tài)變化（液相變?yōu)槠嗷蚱嘧優(yōu)橐合啵﹣?lái)傳遞熱量的裝置。眾所周知，當(dāng)某種介質(zhì)由液相變?yōu)槠啵ㄈ缢舭l(fā)或沸騰）時(shí)，會(huì)吸收熱量；而當(dāng)介質(zhì)由汽相變?yōu)橐合啵ㄈ缯羝哪Y(jié)）時(shí)，會(huì)放出熱量。將這兩種過(guò)程巧妙地結(jié)合在一起，并置于封閉的容器內(nèi)，就構(gòu)成了一個(gè)先進(jìn)的傳熱元件---熱管了。

熱管的典型結(jié)構(gòu)如圖1所示。一個(gè)園筒狀的容器，內(nèi)部襯以多孔性的材料，將容器內(nèi)部抽成某種程度的真空，然后注入一定量的液體（介質(zhì)）并將容器密封起來(lái)。這樣，一支熱管就做成了。

如果將熱管的一端加熱，另一端冷卻，中間用隔板或絕熱材料將二者分開(kāi)，這樣，熱管內(nèi)部將開(kāi)始兩相傳熱過(guò)程。加熱段的介質(zhì)會(huì)沸騰或蒸發(fā)，吸收汽化潛熱，由液體變?yōu)檎羝?。產(chǎn)生的蒸汽在管內(nèi)一定壓差的作用下，流動(dòng)到冷卻段，蒸汽遇到冷的壁面會(huì)凝結(jié)成液體，同時(shí)放出汽化潛熱，通過(guò)管壁傳給外面的冷源。冷凝下來(lái)的液體依靠管內(nèi)壁的多孔材料所產(chǎn)生的毛細(xì)管力再回流到加熱段，重新開(kāi)始蒸發(fā)吸熱過(guò)程。這樣，通過(guò)管內(nèi)介質(zhì)的連續(xù)相變，完成了熱量的連續(xù)轉(zhuǎn)移。

當(dāng)熱管在地面上應(yīng)用時(shí)，可以讓重力來(lái)幫助凝液回流，這時(shí)，就不需要管內(nèi)吸液芯了，只要將熱管傾斜放置或垂直放置，讓加熱段在下方，冷卻段在上方就可以了。這樣的熱管叫重力輔助熱管或重力熱管。下面講述的熱管換熱器，絕大部分用的都是重力熱管。

應(yīng)用場(chǎng)合：應(yīng)用熱管作為傳熱元件，吸收較高溫度的煙氣余熱用來(lái)產(chǎn)生蒸汽，所產(chǎn)生的蒸汽可以并倂入蒸汽管網(wǎng)（需達(dá)到管網(wǎng)壓力），也可用于發(fā)電（汽量較大且熱源穩(wěn)定）或其他目的。對(duì)鋼廠，石化廠及工業(yè)窯爐而言，這是一種最受歡迎的余熱利用形式。

設(shè)備優(yōu)點(diǎn)： * 每支熱管都是一個(gè)獨(dú)立的傳熱單元，可根據(jù)不同的溫度水平而設(shè)計(jì)；

* 根據(jù)需要可選擇易拆卸的熱管結(jié)構(gòu)，使檢修和安裝更方便；

* 熱管徹底隔離了熱源和冷源，不會(huì)產(chǎn)生冷熱流體的摻混；

* 煙氣側(cè)為管外換熱，除灰容易。

結(jié)構(gòu)型式：有兩種結(jié)構(gòu)型式，見(jiàn)圖2和圖3。圖2為汽包內(nèi)直接沸騰式，即熱管的冷卻段直接伸入汽包內(nèi)，使汽包內(nèi)的水產(chǎn)生沸騰；圖3為套管內(nèi)沸騰式，即熱管的冷卻段被水套管包圍，使套管內(nèi)的水在流動(dòng)狀態(tài)下沸騰，所產(chǎn)生的蒸汽再匯入汽包。

應(yīng)用實(shí)例：某煉鋼廠燒結(jié)爐的余熱鍋爐

煙氣進(jìn)出口溫度：300℃→200℃；煙氣標(biāo)準(zhǔn)流量：70000NM3/h;

軟水進(jìn)口溫度及蒸汽出口溫度：140℃→164℃；

蒸汽壓力：0.6MPa; 蒸汽產(chǎn)量：4300kg/h;

熱管總根數(shù)：430支；熱管基管直徑：ψ38*3.5mm;

熱管總長(zhǎng)：5500mm,汽包內(nèi)徑：2400mm;

結(jié)構(gòu)型式：汽包內(nèi)直接沸騰式。

熱管余熱鍋爐是一種氣—水換熱器，主要應(yīng)用在回收煙氣熱量，副產(chǎn)低壓飽和蒸汽。

設(shè)備結(jié)構(gòu)：主要熱管，汽包，煙箱三部分組成。

工作原理：熱管從煙氣中吸收熱量，通過(guò)熱管內(nèi)的介質(zhì)將熱量傳遞到汽包中的水中，將水加熱汽化的過(guò)程。

科技名詞定義中文名稱：熱管熱交換器 英文名稱：heat pipe exchanger

應(yīng)用學(xué)科：船舶工程（一級(jí)學(xué)科）；船舶機(jī)械（二級(jí)學(xué)科）

熱管及由其而構(gòu)成的熱管熱交換器作為一種新型的高效熱交換器，其應(yīng)用已從20世紀(jì)60年代末用于宇航的熱控制，擴(kuò)展到近期的電子工業(yè)（如計(jì)算機(jī)CPU的散熱）、余熱回收（如熱管余熱鍋爐）、新能源（如熱管式太陽(yáng)能集熱器）、化學(xué)工程（如合成氨中回收余熱、控制固定床催化反應(yīng)器的化學(xué)反應(yīng)溫度，以提高合成氨的效率等）、石油化工（如熱管熱解爐）及核電工程（如事故情況下的安全殼體保護(hù)）等方面，且收到了顯著的效果。熱管不僅可用于散熱，還可以用于熱開(kāi)關(guān)、熱控制等，以下是三個(gè)應(yīng)用事例：

1，晶體管散熱

2，熱管空氣預(yù)熱器

3，超音速熱管機(jī)械

熱管是一種具有高導(dǎo)熱性能的傳熱組件，它通過(guò)在全封閉真空管殼內(nèi)工質(zhì)的蒸發(fā)與凝結(jié)來(lái)傳遞熱量，具有極高的導(dǎo)熱性、良好的等溫性、冷熱兩側(cè)的傳熱面積可任意改變、可遠(yuǎn)距離傳熱、可控制溫度等一系列優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是抗氧化、耐高溫性能較差。此缺點(diǎn)可以通過(guò)在前部安裝一套陶瓷換熱器來(lái)予以解決，陶瓷換熱器較好地解決了耐高溫、耐腐蝕的難題。

由熱管組成的熱管熱交換器具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、流體阻損小、有利于控制露點(diǎn)腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。已廣泛應(yīng)用于冶金、化工、煉油、鍋爐、陶瓷、交通、輕紡、機(jī)械等行業(yè)中，作為廢熱回收和工藝過(guò)程中熱能利用的節(jié)能設(shè)備，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

按照熱流體和冷流體的狀態(tài)，熱管熱交換器可分為：氣—?dú)馐?、?汽式、氣—液式、液—液式、液—?dú)馐?。按照熱管熱交換器的結(jié)構(gòu)形式可分為：整體式、分離式和組合式。

熱管通過(guò)在全封閉真空管殼內(nèi)工質(zhì)的蒸發(fā)與凝結(jié)來(lái)傳遞熱量，具有極高的導(dǎo)熱性、良好的等溫性、冷熱兩側(cè)的傳熱面積可任意改變、可遠(yuǎn)距離傳熱、可控制溫度等一系列優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是抗氧化、耐高溫性能較差。此缺點(diǎn)可以通過(guò)在前部安裝一套陶瓷換熱器來(lái)予以解決，陶瓷換熱器較好地解決了耐高溫、耐腐蝕的難題。

以熱管為傳熱元件的換熱器具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、流體阻損小、有利于控制露點(diǎn)腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。已廣泛應(yīng)用于冶金、化工、煉油、鍋爐、陶瓷、交通、輕紡、機(jī)械等行業(yè)中，作為廢熱回收和工藝過(guò)程中熱能利用的節(jié)能設(shè)備，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

在眾多的傳熱元件中，熱管是人們所知的最有效的傳熱元件之一，它可將大量的熱量通過(guò)其很小的截面積遠(yuǎn)距離地傳輸而無(wú)需外加動(dòng)力。國(guó)際上對(duì)熱管技術(shù)的研究和應(yīng)用在20世紀(jì)60年代開(kāi)始。我國(guó)在這方面的研究起始于上世紀(jì)70 年代，開(kāi)展了熱管的傳熱性能研究和熱管在電子器件冷卻和空間飛行器方面的應(yīng)用研究。80年代初，我國(guó)的熱管研究和開(kāi)發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向節(jié)能和能源的合理利用，相繼開(kāi)發(fā)了熱管氣—?dú)鈸Q熱器、熱管余熱鍋爐、高溫?zé)峁苷羝l(fā)生器、高溫?zé)峁軣犸L(fēng)爐等各類熱管產(chǎn)品。由于碳鋼—水重力熱管的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、制造方便、易于在工業(yè)中推廣應(yīng)用，使得熱管技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用的開(kāi)發(fā)與研究得到了迅速的發(fā)展。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，熱管研究和應(yīng)用的領(lǐng)域也在不斷拓寬。目前，熱管及熱管換熱器作為高效傳熱傳質(zhì)設(shè)備已廣泛應(yīng)用于石油、化工、動(dòng)力、冶金、建材、輕工等領(lǐng)域，以及電子裝置芯片冷卻、筆記本電腦CPU冷卻及電路控制板等的冷卻。

目前，除微型熱管已批量化、大規(guī)模生產(chǎn)外，無(wú)論是工業(yè)過(guò)程中的熱管換熱設(shè)備還是余熱回收用的熱管換熱器，由于各種設(shè)備規(guī)模、大小、使用情況的不同，每臺(tái)設(shè)備均可以根據(jù)現(xiàn)有的工藝條件、現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造。