自驱式磁流体换热器制造技术

本发明专利技术公开了一种自驱式磁流体换热器，涉及热交换技术领域，包括：主体结构，其包括壳体、第一管板和第二管板，壳体上设有壳程进口和壳程出口，壳体、第一管板和第二管板形成一密闭空间。进口封头，其设置在第一管板一侧，与第一管板形成一密闭空间，进口封头上设有管程进口。出口封头，其设置在第二管板一侧，与第二管板形成一密闭空间，出口封头上设有管程出口。至少一个换热管，其两端分别固定在第一管板和第二管板上，换热管包括至少一个热电转换段和至少一个磁流体驱动段，靠近管程进口的热电转换段与磁流体驱动段相连，磁流体驱动段用于驱动换热管管内的管程流体和换热管管外的壳程流体流动。本发明专利技术能够有效降低换热系统的振动噪声。

Self drive magnetic fluid heat exchanger

The invention discloses a self driving type magnetic fluid heat exchanger, relates to the technical field of heat exchange, including the main structure, which comprises a shell, a first tube plate and the tube plate second, import and export of shell shell shell, shell, the first tube plate and the tube plate second to form a closed space. The inlet sealing head is set on the first side of the tube plate, and a closed space is formed with the first tube plate, and the inlet of the inlet is provided on the inlet of the inlet. The outlet sealing head is set on one side of the second tube plate, and a closed space is formed with the second tube plate, and the outlet seal head is provided with the pipe range. At least one heat pipe, both ends are fixed on the tube plate and the tube plate second, heat pipe comprises at least one thermoelectric conversion section and at least one magnetic fluid drive section near the thermoelectric tube side inlet transition section and the magnetic fluid driving Duan Xianglian magnetic fluid drive section for shell fluid flow driven the tube side fluid inside the heat exchange pipe and heat transfer tube. The invention can effectively reduce the vibration and noise of the heat exchange system.

【技术实现步骤摘要】
自驱式磁流体换热器
本专利技术涉及热交换
，具体涉及一种自驱式磁流体换热器。
技术介绍
换热器是在不同温度的两种或两种以上流体间进行热量交换的设备，以满足工艺条件的需要，在石油、化工、电力、能源以及船舶等领域应用广泛。对于需要冷却的装置而言，通过换热器带出的热量通常会直接排放到环境中，如电厂和动力装置中的设备冷却器，这会直接造成一部分热量的浪费，降低系统整体运行效率。另一方面，由于流动换热能够显著提高换热系数，减小换热器的尺寸，一般换热器设计中两侧流体都处于流动状态下。为了维持这种流动状态需要额外配备泵类机械设备提供驱动压头，以克服换热器自身和连接管道的阻力，实现热量的持续交换。额外配置的泵类机械设备不仅会导致系统结构更加复杂，需要提供额外的能量供应，而且旋转设备的存在也会增加系统的振动和噪声。此外，对于一些特殊的场合而言，如钠冷反应堆的换热回路对于密封性有着更高的要求，传统的冷却回路由于泵的存在难以保证液态钠的密封。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种能够取消传统换热系统所需的泵类设备、有效降低系统的振动噪声的自驱式磁流体换热器。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种自驱式磁流体换热器，包括：主体结构，其包括壳体、第一管板和第二管板，所述壳体上设有壳程进口和壳程出口，且所述壳体、第一管板和第二管板形成一密闭空间；进口封头，其设置在所述第一管板一侧，并与所述第一管板形成一密闭空间，所述进口封头上设有管程进口；出口封头，其设置在所述第二管板一侧，并与所述第二管板形成一密闭空间，所述出口封头上设有管程出口；以及至少一个换热管，其两端分别固定在所述第一管板和第二管板上，所述换热管包括至少一个热电转换段和至少一个磁流体驱动段，所述热电转换段与磁流体驱动段相连，所述热电转换段靠近管程进口，且所述磁流体驱动段用于驱动所述换热管管内的管程流体和换热管管外的壳程流体流动。在上述技术方案的基础上，所述自驱式磁流体换热器还包括磁流体驱动控制单元，所述磁流体驱动控制单元用于控制所述磁流体驱动段产生的驱动力，并调整所述管程流体和壳程流体的流动状态。在上述技术方案的基础上，所述自驱式磁流体换热器还包括热电转换管理单元，所述热电转换管理单元通过连接线分别与所述换热管和磁流体驱动控制单元相连。在上述技术方案的基础上，所述热电转换段包括热电转换单元、外部包壳和内部包壳，所述外部包壳套设在所述热电转换单元外壁上，所述内部包壳设置在所述热电转换单元内。在上述技术方案的基础上，所述热电转换单元与外部包壳、内部包壳均形成有气隙，所述气隙内填充有惰性气体。在上述技术方案的基础上，所述磁流体驱动段包括传热管芯体、外部磁流体驱动单元和内部磁流体驱动单元，所述外部磁流体驱动单元套设在所述传热管芯体外壁上，所述内部磁流体驱动单元设置在所述传热管芯体内。在上述技术方案的基础上，所述传热管芯体与外部磁流体驱动单元、内部磁流体驱动单元均形成有气隙，所述气隙内填充有惰性气体。在上述技术方案的基础上，所述自驱式磁流体换热器还设有多个折流板，所述折流板固定在所述壳体和换热管上。在上述技术方案的基础上，所述换热管包括一个磁流体驱动段以及两个分别设置在所述磁流体驱动段两端的热电转换段，每个所述热电转换段均通过绝缘连接段与磁流体驱动段相连。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术中的自驱式磁流体换热器可以回收换热器热量交换过程中的废热，通过热电转换技术将这部分热能转换为电能。将热电转换元件和换热管有机结合在一起，在实现换热功能的同时能够回收一部分热能，不仅能够提高系统的整体效率，还可以减小设备所占空间。(2)本专利技术中的自驱式磁流体换热器利用热电转换产生的电能为磁流体驱动单元供电，驱动流体流动强化热量的交换，同时这种设计可以取消传统换热系统所需的泵类设备，能够有效降低系统的振动噪声。附图说明图1为本专利技术中自驱式磁流体换热器的结构示意图；图2为本专利技术中换热管的结构示意图；图3为本专利技术中热电转换段的结构示意图；图4为本专利技术中磁流体驱动段的结构示意图。图中：1-主体结构，11-壳体，12-第一管板，13-第二管板，14-壳程进口，15-壳程出口，2-进口封头，21-管程进口，3-出口封头，31-管程出口，4-换热管，41-热电转换段，411-热电转换单元，412-外部包壳，413-内部包壳，42-磁流体驱动段，421-传热管芯体，422-外部磁流体驱动单元，423-内部磁流体驱动单元，5-磁流体驱动控制单元，6-热电转换管理单元，7-连接线，8-气隙，9-折流板。具体实施方式以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细说明。参见图1所示，本专利技术提供一种自驱式磁流体换热器，其包括主体结构1、进口封头2、出口封头3和至少一个换热管4。其中，主体结构1包括壳体11、第一管板12和第二管板13，壳体11上设有壳程进口14和壳程出口15，壳程是指流体介质流经换热管外的通道及与其相贯通的部分，本专利技术中壳体11、第一管板12和第二管板13形成一密闭空间。进口封头2设置在第一管板12一侧，并与第一管板12形成一密闭空间，进口封头2上设有管程进口21。出口封头3设置在第二管板13一侧，并与第二管板13形成一密闭空间，出口封头3上设有管程出口31，其中管程是指流体介质流经换热管内的通道及与其相贯通的部分。换热管4两端分别固定在第一管板12和第二管板13上，换热管4包括至少一个热电转换段41和至少一个磁流体驱动段42，热电转换段41与磁流体驱动段42相连，热电转换段41靠近管程进口21，且磁流体驱动段42用于驱动换热管4管内的管程流体和换热管4管外的壳程流体流动。本专利技术中，管程流体从管程进口21进入进口封头2之后进行流量分配，然后管程流体进入换热管4与壳程流体进行热量交换，在进行热量交换的同时在换热管4产生电能，利用这些电能为管内流体的流动提供驱动力。与此类似，壳程流体从壳程进口14进入到由壳体11、第一管板12和第二管板13形成的密闭空间内，进行热量交换之后从壳程出口15流出，壳程流体的流动驱动力同样由换热管4提供。具体的，参见图2所示，本专利技术中的换热管4包括一个磁流体驱动段42以及两个分别设置在磁流体驱动段42两端的热电转换段41，每个热电转换段41均通过绝缘连接段43与磁流体驱动段42相连。其中热电转换段41利用换热温差产生电能，这些电能作为磁流体驱动段42的能量来源。管程流体和壳程流体需要带有一定的导电性，可以是金属流体或具有导电性的液体，以满足磁流体驱动的要求。磁流体驱动段42在电磁力的作用下为流体提供驱动力，以克服换热器本身和相关连接管道的阻力。绝缘连接段43将热电转换段41和磁流体驱动段42连接在一起，形成一整根换热管，同时也能够起到电绝缘和密封的作用。参见图3所示，热电转换段41包括热电转换单元411、外部包壳412和内部包壳413，外部包壳412套设在热电转换单元411外壁上，内部包壳413设置在热电转换单元411内。外部包壳412和内部包壳413用于阻隔冷热流体，承担壳侧和管侧流体的压差。热电转换单元411与外部包壳412、内部包壳413均形成有气隙8，气隙8内填充有惰性气体，填充惰性气体后可以降低换热管4的整体换热热阻。参见图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自驱式磁流体换热器，其特征在于，包括：主体结构(1)，其包括壳体(11)、第一管板(12)和第二管板(13)，所述壳体(11)上设有壳程进口(14)和壳程出口(15)，且所述壳体(11)、第一管板(12)和第二管板(13)形成一密闭空间；进口封头(2)，其设置在所述第一管板(12)一侧，并与所述第一管板(12)形成一密闭空间，所述进口封头(2)上设有管程进口(21)；出口封头(3)，其设置在所述第二管板(13)一侧，并与所述第二管板(13)形成一密闭空间，所述出口封头(3)上设有管程出口(31)；以及至少一个换热管(4)，其两端分别固定在所述第一管板(12)和第二管板(13)上，所述换热管(4)包括至少一个热电转换段(41)和至少一个磁流体驱动段(42)，所述热电转换段(41)与磁流体驱动段(42)相连，所述热电转换段(41)靠近管程进口(21)，且所述磁流体驱动段(42)用于驱动所述换热管(4)管内的管程流体和换热管(4)管外的壳程流体流动。

【技术特征摘要】
1.一种自驱式磁流体换热器，其特征在于，包括：主体结构(1)，其包括壳体(11)、第一管板(12)和第二管板(13)，所述壳体(11)上设有壳程进口(14)和壳程出口(15)，且所述壳体(11)、第一管板(12)和第二管板(13)形成一密闭空间；进口封头(2)，其设置在所述第一管板(12)一侧，并与所述第一管板(12)形成一密闭空间，所述进口封头(2)上设有管程进口(21)；出口封头(3)，其设置在所述第二管板(13)一侧，并与所述第二管板(13)形成一密闭空间，所述出口封头(3)上设有管程出口(31)；以及至少一个换热管(4)，其两端分别固定在所述第一管板(12)和第二管板(13)上，所述换热管(4)包括至少一个热电转换段(41)和至少一个磁流体驱动段(42)，所述热电转换段(41)与磁流体驱动段(42)相连，所述热电转换段(41)靠近管程进口(21)，且所述磁流体驱动段(42)用于驱动所述换热管(4)管内的管程流体和换热管(4)管外的壳程流体流动。2.如权利要求1所述的自驱式磁流体换热器，其特征在于：所述自驱式磁流体换热器还包括磁流体驱动控制单元(5)，所述磁流体驱动控制单元(5)用于控制所述磁流体驱动段(42)产生的驱动力，并调整所述管程流体和壳程流体的流动状态。3.如权利要求2所述的自驱式磁流体换热器，其特征在于：所述自驱式磁流体换热器还包括热电转换管理单元(6)，所述热电转换管理单元(6)通过连接线(7)分别与所述换热管(4)和磁流体驱动控制单元(5)相连。4.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李少丹，林原胜，李勇，魏志国，柯汉兵，戴春辉，李邦明，肖颀，王俊荣，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一九研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42