一种基于温控结构的降温方法及温控结构以及炉水循环泵技术

本发明专利技术提供一种基于温控结构的降温方法，高温工质在所述温控结构内输送后冷却到目标温度，包括以下步骤：S1：获取所述高温工质的温度、热传导速率和所述目标温度；S2：获取冷却量目标值Q；S3：获取热交换面积A，并根据所述热交换面积A确定所述温控结构的表面积。利用本发明专利技术提供的方法制成的温控结构以及应用该温控结构的炉水循环泵。使用本发明专利技术的技术方案，能够实现稳定控温，成本降低的效果。成本降低的效果。成本降低的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于温控结构的降温方法及温控结构以及炉水循环泵


[0001]本专利技术涉及高温高压输送设备，尤其涉及一种基于温控结构的降温方法及温控结构以及炉水循环泵。

技术介绍

[0002]高温输送设备广泛应用于各种工业场景，比如大型发电厂的亚临界、超临界、超超临界锅炉，温度环境均达300
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500摄氏度，为该锅炉提供汽水动力的锅炉水循环泵是高温输送设备的典型应用；同样的大型设备还有，化工行业的煤化工沸腾床的主反应罐工质输送泵；大型光伏发电输送作为储热工质的熔岩泵等。规模和参数较小的设备，不胜其数。
[0003]因为工质温度高，直接对其进行控制、增压等操作非常困难，因此工业领域通用的方法是先对工质进行降温后再对其进行操作。
[0004]现有的处理方式为：采用机械密封，通过机械密封将高温介质封闭在高温罐体(容器、结构)中；在机械密封外置冷却水系统，进行降温。在承压环境下，通过外置高压冷却水系统，形成一个外置的压力水套包裹被冷却面，以此解决冷却问题。
[0005]现有技术设计的冷却系统复杂。除机械密封外，必须布置一套冷却系统，随着高温工质的温度越高、压力越大，冷却系统越复杂。
[0006]另外，能够满足现有技术中冷却系统的材料需要具备隔热性能较好，同时耐磨的特性，如浸巴式碳石墨合金，该类材料含碳量较高，材料脆性大，不易加工，而且容易破损。设备在加工制作、品质控制方面难度较高，成本也较高。
[0007]综上所述，现有技术中存在对高温工质的控温成本较高，结构复杂的技术问题。r/>
技术实现思路

[0008]针对现有技术中存在的不足之处，本专利技术提出了一种基于温控结构的降温方法及温控结构以及炉水循环泵，用简单的结构解决了高温工质控温的问题，同时由于加工简单，参数可控，其成本也较低。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0010]本专利技术提供一种基于温控结构的降温方法，高温工质在所述温控结构内输送后冷却到目标温度，包括以下步骤：
[0011]S1：获取所述高温工质的温度、热传导速率和所述目标温度；
[0012]S2：获取冷却量目标值Q；
[0013]S3：获取热交换面积A，并根据所述热交换面积A确定所述温控结构的表面积。
[0014]进一步地，步骤S3中，获取热交换面积A的方法为：使用傅立叶热传导定律，考虑环境温度和空气对流因素，根据所述冷却量目标值得到所述热交换面积A。
[0015]进一步地，所述热交换面积A根据如下公式计算得到：
[0016][0017]其中，λ
‑
为空气对流传热系数，t
w
为高温工质的温度；t
f
为环境温度，A为热交换面积。
[0018]本专利技术还提供一种用于冷却高温工质的温控结构，所述温控结构包括内腔和外表面，所述内腔贯通所述温控结构，所述高温工质由入口输入，经由所述内腔后由出口输出，所述外表面为双曲线结构，其表面积由上述基于温控结构的降温方法确定。
[0019]进一步地，所述温控结构由金属材料铸造而成。
[0020]进一步地，所述内腔中，用于所述高温工质通过的截面通径小于等于5mm。
[0021]进一步地，还包括辅助冷却结构，所述辅助冷却结构设置在所述外表面外侧，用于对所述外表面进行冷却。
[0022]进一步地，所述辅助冷却结构可以是水冷系统或风冷系统。
[0023]本专利技术还提供一种炉水循环泵，包括泵体、电机，其特征在于，所述泵体与所述电机之间，通过根据权利要求5
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9任一项所述的用于冷却高温工质的温控结构连接。
[0024]本专利技术的有益效果是：
[0025]本专利技术提供一种基于温控结构的降温方法，通过控制温控结构的表面积，实现可控的工质温度控制，同时，提供一种温控结构，通过双曲线结构的表面，控制单位长度的表面积，降低温控结构的长度，其结构易于加工，对于难以加工的满足标准的材料来说，其成本进一步降低，并提供一种炉水循环泵，采用了上述温控结构，可以实现温度可控，整体成本降低的效果。
[0026]在一些实施例中，本专利技术的温控结构由铸造工艺制成，从而满足高温高压的工况，实现更可靠的工作状态。
[0027]在一些实施例中，本专利技术采用辅助冷却结构辅助冷却，进一步扩大温度控制范围。
[0028]本专利技术实施例的其他有益效果将在下文中进一步述及。
附图说明
[0029]图1为本专利技术实施例中方法流程示意图；
[0030]图2为本专利技术实施例中的炉水循环泵示意图；
[0031]图中，1
‑
温控结构，2
‑
泵体，3
‑
电机部分。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图对本专利技术实施例的技术方案进行完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]下面详细描述本专利技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0034]本专利技术的基本原理，是利用金属材料的热传导速率，远大于流体的对流热传导速率。利用这个速率差，将大量的内部热量通过金属材料带走，同时，在双曲结构的外部，扩大的空气接触面上进行空气冷却。当两个热交换过程平衡点，即是运行工作点。温控结构的壁
厚与承载压力有关。因为金属的热传导速率远大于其他传导速率，所以本方法不考虑壁厚的因素。
[0035]下面结合图1，通过一个实施例说明本专利技术的技术方案。
[0036]第一步，获取高温工质的温度，界定高温工质的温度范围，确定降温目标范围；并对冷却的目标温度进行设定，最低可为室温，由此，确定温度范围；确定流经双曲型结构内的高温工质的热传导速率，热传导速率具体地说包括整个热传导过程中的不同材质的传导速率，包括：双曲结构、工质、空气，从而确定需要被冷却的热量。因为，高温介质的传导速率可以在一定裕量范围内保持基本恒定，所以双曲结构的固定结构能够满足流通的需求。
[0037]第二步，确定冷却量的目标值Q。首先计算出双曲结构中高温工质的体积(即双曲结构的内圆体积减去，被包裹的轴的外圆体积)，结合高温工质的密度(查表)和高温工质的温度，根据现有技术中的方法计算得到Q。
[0038]因为通过双曲型结构扩大空冷散热面的结构，面积有限，因此冷却量的目标值需尽量小，确保装置效率。在高温300
‑
500摄氏度范围内，流道截面通径需控制在5mm以内，通过减少流通量，减少热交换量。
[0039]第三步，获取热交换面积A，并根据所述热交本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于温控结构的降温方法，其特征在于，高温工质在所述温控结构内输送后冷却到目标温度，所述降温方法包括以下步骤：S1：获取所述高温工质的温度、热传导速率和所述目标温度；S2：获取冷却量目标值Q；S3：获取热交换面积A，并根据所述热交换面积A确定所述温控结构的表面积。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，获取热交换面积A的方法为：使用傅立叶热传导定律，考虑环境温度和空气对流因素，根据所述冷却量目标值得到所述热交换面积A。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述热交换面积A根据如下公式计算得到：其中，λ
‑
为空气对流传热系数，t
w
为高温工质的温度；t
f
为环境温度，A为热交换面积。4.一种用于冷却高温工质的温控结构，所述温控结构包括内腔和外表面，所述内腔贯通所述温控结构，所述高温工质由入口输入，经由所述内腔后...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋满，
申请(专利权)人：傲源流体技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：