热管束套管热交换器及余热回收装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了热管束套管热交换器及余热回收装置，该余热回收装置包括一个或多个热管束套管热交换器、以及一设有进气口（14）和出气口（15）的集热箱（13）；所述热管束套管热交换器将蒸发管串联在套管和串联管之间，将热管束套管热交换器的串联管（5）和蒸发管（4）置于集热箱（13）内；待集热气体从进气口（14）进入集热箱（13），流过热管束套管热交换器后，从出气口（15）排出集热箱（13），即可进行集热。本发明专利技术结构独特，巧妙的将蒸发管进行串联连通，构成了工质含量均匀分布的结构，解决了现有技术中因工质含量分布不均匀，而降低回收低品位余热的问题。

Heat tube bundle casing heat exchanger and waste heat recovery device

The invention discloses a heat pipe bundle sleeve heat exchanger and a heat recovery device, which comprises one or more heat pipe bundle sleeve heat exchangers and a heat collection box (13) provided with an air inlet (14) and an air outlet (15); the heat pipe bundle sleeve heat exchanger connects the steam generation pipe in series between the sleeve and the series pipe, and connects the series pipe (5) and the series pipe of the heat pipe bundle sleeve heat exchanger The evaporation pipe (4) is placed in the heat collection tank (13); after the heat collection gas enters the heat collection tank (13) from the air inlet (14) and flows through the heat tube bundle sleeve heat exchanger, it is discharged from the air outlet (15) to the heat collection tank (13) for heat collection. The invention has unique structure and ingeniously connects the evaporation pipe in series to form a structure with uniform distribution of working medium content, which solves the problem of reducing the recovery of low-grade waste heat due to uneven distribution of working medium content in the prior art.

【技术实现步骤摘要】
热管束套管热交换器及余热回收装置
本专利技术涉及一种余热回收装置，具体为热管束套管热交换器及余热回收装置。
技术介绍
在众多的传热元件中，热管是人们早已熟知的非常有效的传热设备之一。它是在一个封闭管壳内充入某种流体，并利用流体的相变传输热量的高效传热元件。热管原理最初是由R.S.Gaugler于1944年在美国俄亥俄州通用发动机公司提出的。他提出一个设想，在一个管子内充装上液体，然后将管子密封住，加热管子的一侧，液体吸热蒸发至另一侧，并冷凝放热。此过程无需施加任何外力，冷凝液借助管内吸液芯产生的毛细力回流至蒸发侧继续蒸发，如此往返，热量就从一处传输到了另一处。热管在我国多个领域都有广泛应用，主要集中在余热回收、电子设备、航空航天、医疗器械等方面；工业余热回收方面的应用、电力电子设备中的应用、热管在航空航天上的应用、在日用医疗等领域内，热管的应用也非常普及。目前对于家用热管电暖器、热管开水器等热管家用产品中，热管技术的应用十分普遍。而在医疗卫生领域中，热管热风炉、热管干燥机等设备中也常能够看到热管的影子。公告号为CN106123660A的中国专利技术专利，公开了“一种套管式传热管”，其将传热管内抽真空并注入传热工质即可进行热交换，传热管下部蒸发段在高温环境下吸收热量使管内液态工质蒸发成气体，气体上升通过导气管进入传热管上部冷凝段，气体冷凝成液体在重力作用下沿外壁下流，通过导液管重新回到传热管下部蒸发段，完成热交换循环。此种热交换循环方式存在缺陷：若是换热器工作过程中由于使用需要，某一根或某几根热管由于工质分布不均匀，则会影响整体传热性能，存在传热时间长、传热效率低的问题。公告号为CN106482557A的中国专利技术专利，公开了“一种利用低品位热能驱动的热化学吸附热”同样存在以上的缺陷。
技术实现思路
现有技术中，在热管束套管热交换器工作过程中存在某一根或某几根热管工质分布不均匀的问题，工质含量较少的热管会出现烧干达到传热极限，从而影响整体传热性能，为克服该缺陷，本专利技术提供了热管束套管热交换器及余热回收装置，该热交换器将多根热管束的蒸发段串联起来，使工质含量均匀分布，从而达到高效回收低品位余热的效果。本专利技术提供的热管束套管热交换器，包括一套管、若干蒸发管（4）、一串联管（5）；所述套管为异心套管，包括中心轴平行但不重合的内管（1）和外管（2），内管（1）两端封闭，外管（2）两端分别设有工作流体进口（8）和工作流体出口（9）；内管（1）套接于外管（2）内且与外管（2）相切连接，内管（1）和外管（2）间形成一密封的夹层腔（3）；各蒸发管（4）的一端封闭连接内管（1）和外管（2）的相切处，并与内管（1）内腔连通；另一端封闭连通串联管（5）；夹层腔（3）内抽真空后充工作流体（6），串联管（5）内抽真空后充工质（7）。进一步的，各蒸发管（4）与套管、串联管（5）均垂直连接。进一步的，各蒸发管（4）等间距地连接在套管、串联管（5）上。本专利技术提供的另一种热管束套管热交换器，包括一套管、若干蒸发管（4）、一串联管（5）；所述套管为同心套管，包括中心轴重合的内管（1）和外管（2），内管（1）两端分别设有工作流体进口（8）和工作流体出口（9），用来引导工作流体进出内管（1）；内管（1）套接于外管（2）内，内管（1）和外管（2）间形成一密封的夹层腔（3）；各蒸发管（4）的一端封闭连通外管（2），从而与夹层腔（3）连通；另一端封闭连通串联管（5）；内管（1）内抽真空后充工作流体（6），串联管（5）内抽真空后充工质（7）。进一步的，外管（2）两端端口为缩口端口（2a），缩口端口（2a）焊接于所述内管（1）两端部的外壁上，并与两端部的外壁密封连接。进一步的，各蒸发管（4）与外管（2）、串联管（5）均垂直连接，即蒸发管（4）的中轴线与外管（2）、串联管（5）的中轴线垂直。进一步的，各蒸发管（4）等间距地连接在外管（2）、串联管（5）上。本专利技术提供的一种余热回收装置，包括一个或多个热管束套管热交换器、以及一设有进气口（14）和出气口（15）的集热箱（13）；所述热管束套管热交换器为前述热管束套管热交换器；所述热管束套管热交换器的串联管（5）和蒸发管（4）置于集热箱（13）内；待集热气体从进气口（14）进入集热箱（13），流过热管束套管热交换器后，从出气口（15）排出集热箱（13）。作为优选，蒸发管（4）与集热流道轴线呈15~90度。进一步的，当包含多个热管束套管热交换器时，多个热管束套管热交换器彼此平行的置于集热箱（13）内。和现有技术相比，本专利技术具有如下特点和有益效果：（1）结构独特，巧妙的将蒸发管进行串联连通，构成了工质含量均匀分布的结构，解决了现有技术中因工质含量分布不均匀，而降低回收低品位余热的问题。（2）克服了造成热管性能的不均匀化，以至于提前烧干现有技术中的问题。（3）不仅提高了余热回收利用效率，并且结构紧凑可靠，维修更换方便。（4）结构简单，便于批量生产组。（5）使用寿命长，性能稳定，工作流体可根据设备的热管排所选的材料，选择适用的工作流体，从而延长了装置的使用寿命，并保证性能稳定。（6）使用范围广，可用于蒸汽余热回收锅炉，同时也适用于热水余热回收锅炉，而且本专利技术成本较低。附图说明图1为热管束套管热交换器的具体结构示意图；图2为同心套管的剖面结构示意图；图3为异心套管的剖面结构示意图；图4为余热回收装置的具体结构示意图；图5为实施例1的等温测试曲线；图6为实施例2的等温测试曲线；图7为实施例3中同心套管的最大传热量曲线图；图8为实施例3中异心套管的最大传热量曲线图。图中，1-内管，2-外管，2a-缩口端口，3-夹层腔，4-蒸发管，5-串联管，6-工作流体，7-工质，8-工作流体进口，9-工作流体出口，10-蒸发段，11-绝热段，12-冷凝段，13-集热箱，14-进气口，15-出气口。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术的技术方案和技术效果，下面将对照附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。参见图1，所示为一种具体的热管束套管热交换器，包括一同心套管、若干蒸发管（4）、一串联管（5）。同心套管结构参见图2，包括中心轴重合的内管（1）和外管（2）；内管（1）两端分别设有工作流体进口（8）和工作流体出口（9），工作流体进口（8）和工作流体出口（9）用来引导工作流体（6）进出内管（本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热管束套管热交换器，其特征是：/n包括一套管、若干蒸发管（4）、一串联管（5）；/n所述套管为异心套管，包括中心轴平行但不重合的内管（1）和外管（2），内管（1）两端封闭，外管（2）两端分别设有工作流体进口（8）和工作流体出口（9）；/n内管（1）套接于外管（2）内且与外管（2）相切连接，内管（1）和外管（2）间形成一密封的夹层腔（3）；/n各蒸发管（4）的一端封闭连接内管（1）和外管（2）的相切处，并与内管（1）内腔连通；另一端封闭连通串联管（5）；/n夹层腔（3）内抽真空后充工作流体（6），串联管（5）内抽真空后充工质（7）。/n

【技术特征摘要】
1.一种热管束套管热交换器，其特征是：
包括一套管、若干蒸发管（4）、一串联管（5）；
所述套管为异心套管，包括中心轴平行但不重合的内管（1）和外管（2），内管（1）两端封闭，外管（2）两端分别设有工作流体进口（8）和工作流体出口（9）；
内管（1）套接于外管（2）内且与外管（2）相切连接，内管（1）和外管（2）间形成一密封的夹层腔（3）；
各蒸发管（4）的一端封闭连接内管（1）和外管（2）的相切处，并与内管（1）内腔连通；另一端封闭连通串联管（5）；
夹层腔（3）内抽真空后充工作流体（6），串联管（5）内抽真空后充工质（7）。


2.如权利要求1所述的热管束套管热交换器，其特征是：
各蒸发管（4）与套管、串联管（5）均垂直连接。


3.如权利要求1所述的热管束套管热交换器，其特征是：
各蒸发管（4）等间距地连接在套管、串联管（5）上。


4.一种热管束套管热交换器，其特征是：
包括一套管、若干蒸发管（4）、一串联管（5）；
所述套管为同心套管，包括中心轴重合的内管（1）和外管（2），内管（1）两端分别设有工作流体进口（8）和工作流体出口（9），用来引导工作流体进出内管（1）；
内管（1）套接于外管（2）内，内管（1）和外管（2）间形成一密封的夹层腔（3）；
各蒸发管（4）的一端封闭连通外管（2），从而与夹层腔（3）连通；另一端封闭连通串联管（5）；
内管（1）内抽真...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩晓星，王亚雄，石钰，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：内蒙;15