本实用新型专利技术所述的一种用于石墨化炉冷却取热的大温差组合热管，该热管包括管壳，管壳内设置容置空间，所述容置空间用于放工质；所述热管分为蒸发端和绝热段，所述蒸发端和绝热段连接，所述蒸发端用于与待冷却物接触，所述绝热段起保温的作用；2个及以上所述热管通过碳碳复合材料带连接成热管组，所述热管组中各热管的蒸发段位置呈错位排布。接替式热管运行实现大温差降温，每一温度段热管均处于高效率的换热状态，成品能够实现快速冷却；冷却的同时实现热量的转移，应用场景温度可以在200℃～3000时℃，为超高温工况下取热、蓄热，提供了技术基础。技术基础。技术基础。
【技术实现步骤摘要】
一种用于石墨化炉冷却取热的大温差组合热管
[0001]本实用新能源材料生产的
，具体地说是种用于石墨化炉冷却取热的大温差组合热管，用于锂电池负极材料工艺生产中的石墨化炉冷却取热；同时适用于钠电池负极硬碳碳化炉、石墨电极、碳素等生产中的高温冷却取热。
技术介绍
[0002]石墨化工艺是石墨类锂离子电池负极材料生产的重要工艺，石墨化度是锂离子电池负极材料的重要指标。在石墨化温度提高到接近2200℃时，锂离子电池负极材料的杂质基本上已经被排除；3000℃左右时，完成锂离子电池负极材料的石墨化。完成石墨化后，石墨化炉的成品需由3000℃的超高温状态冷却至150℃左右才能出炉。由于炉内超高温，同时石墨产品在有氧状态时300℃以上开始氧化、500℃以上燃烧。目前只能采用炉体整体自然冷却或外部表面喷雾通风降温；降温时间需30天左右，致使石墨化炉每炉间歇生产周期长达40天左右。
[0003]目前石墨化炉的成品冷却没有更好、可实施的技术方案，成品冷却已成为制约锂电池负极生产产量的主要因素。同时石墨化炉体整体自然冷却或外部表面喷雾通风降温方式，也无法有效地进行热量回收。
[0004]锂离子电池负极材料生产石墨炉成品冷却，是一个变温、热量递减的非线性不稳定传热过程。其中温度由3000℃冷却至150℃，传热量由大至小。在热管领域，每个定型热管均在适用的温度下，有自己的高效、稳定的工作温度范围，一般不超过600℃；单一热管无法完成石墨炉成品大温差冷却全过程。
技术实现思路
[0005]针对现有技术中的存在的问题，本技术的目的是：提供一种用于石墨化炉冷却取热的大温差组合热管，由多个热管组合成一组热管，覆盖锂离子电池负极材料生产石墨炉成品冷却的合理温度范围，来实现稳定的冷却取热与传热。
[0006]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于石墨化炉冷却取热的大温差组合热管，该热管包括管壳，管壳内设置容置空间，所述容置空间用于放工质；所述热管分为蒸发端和绝热段，所述蒸发端和绝热段连接，所述蒸发端用于与待冷却物接触，所述绝热段起保温的作用；2个及以上所述热管通过碳碳复合材料带连接成热管组，所述热管组中各热管的蒸发段位置呈错位排布。
[0007]优选的，所述工质，其成分包括镓、铝、镝、铜、锡、镍、铁、铬、铷、钾、钠、锌、镁、锂、钙、铅、钡、汞、铯中的一种或几种。
[0008]优选的，所述管壳，其材料选自钼钨合金、铼合金、碳碳复合材料、石墨、不锈钢、钛、铌、钽、镍、铜、低合金钢中的一种或几种，所述热管的一端与待冷却物接触即可取热。
[0009]优选的，管壳和容置空间之间设置管芯，所述管芯与管壳材料相同。
[0010]优选的，管芯与管壳内壁贴紧配合，容置空间为封闭圆形或椭圆形。
[0011]优选的，热管远离蒸发端的一端为冷凝端，所述冷凝端用于与待加热物接触。
[0012]优选的，所述冷凝端设置翅片结构，以改变其热流密度。
[0013]优选的，所述冷凝端的内径逐渐减小，渐缩过渡为细管。
[0014]优选的，所述绝热段的外围设置气壁结构，其为通过在板材上设置充气口制成，通过充气口向气壁结构与热管之间的位置冲入惰性气体以进行保温。
[0015]优选的，所述气壁结构可以通过固定件与绝热段连接，也可以与之分离，使用时通过悬挂、吊置等方式安装在绝热段外部。
[0016]优选的，2个及以上所述热管通过碳碳复合材料带连接成热管组。
[0017]优选的，所述热管组中各热管的蒸发段位置呈错位排布。
[0018]优选的，所述待冷却物的温度范围2200～3100℃时，所述热管中工质成分包括镓、铝、镝、铜、锡、镍、铁和铬，所述管壳及管芯的材料包括碳碳复合材料和石墨。
[0019]优选的，所述待冷却物的温度范围1300～2400℃时，所述热管中工质成分包括铷、钾、钠、锌、镁、锂、钙、铅和钡，所述管壳及管芯的材料包括钼钨合金、铼合金、碳碳复合材料和石墨。
[0020]优选的，所述待冷却物的温度范围600～1400℃时，所述热管中工质成分包括汞、铯、铷和钾，所述管壳及管芯的材料包括不锈钢、钛、铌、钽、镍、碳碳复合材料和石墨。
[0021]优选的，所述待冷却物的温度范围150～660℃时，所述热管中工质成分包括水、汞和铯，所述管壳及管芯的材料包括铜、不锈钢、低合金钢、碳碳复合材料和石墨。
[0022]优选的，管壳和容置空间直接，还设置管芯，管芯由包括网状的普通碳碳复合材料制成，与管壳材料相同。
[0023]优选的，热管远离蒸发端的一端为冷凝端，所述冷凝端设置翅片结构，以改变其热流密度，冷凝端翅片采用石墨材料制成。
[0024]本技术的有益效果是：
[0025]本技术所述的一种用于石墨化炉冷却取热的大温差组合热管，接替式热管运行实现大温差降温，每一温度段热管均处于高效率的换热状态，成品能够实现快速冷却；冷却的同时实现热量的转移，应用场景温度在2200℃～3000时℃，一般超高、高、中、低温热管的四合一组合热管，应用场景温度低于2400℃时，一般高、中、低温热管的三合一组合热管；应用场景温度低于1400℃时，一般中、低温热管的二合一组合；组合热管级数不限，可根据实际情况组合。除用于锂电池负极材料工艺生产中的石墨化炉冷却取热；同时适用于钠电池负极硬碳碳化炉、石墨电极、碳素等生产中的高温冷却取热，为超高温工况下取热、蓄热，提供了技术基础。
附图说明
[0026]图1为本申请所述的热管结构示意图，以四管组合为例；
[0027]图2为本申请所述的热管的一种截面结构示意图；
[0028]图3为本申请所述的热管的结构示意图，单根热管。
具体实施方式
[0029]实施例1
[0030]本技术提供一种热管组，该热管在3000℃超高温下，热管管壳可承受10
‑5Pa真空负压不泄漏，热管内可承受25MPa正压力。具体的，热管包括管壳10，所述管壳10内设置管芯20，管芯内设置容置空间P，所述容置空间P用于放入工质以实现快速吸热，2个及以上所述热管通过碳碳复合材料带55连接成热管组，通过捆扎等方式实现，另外碳碳复合材料带55的端部还可以设置活扣，实现不同数量热管的组合。所述热管组中各热管的蒸发端位置呈错位排布，插入炉内可以使数个蒸发端分布在不同的温区，同时快速取热。工质成分包括镓、铝、镝、铜、锡、镍、铁、铬、铷、钾、钠、锌、镁、锂、钙、铅、钡、汞、铯、银、铟中的一种或几种，所述管壳10，其材料包括钼钨合金、铼合金、碳碳复合材料、石墨、不锈钢、钛、铌、钽、镍、铜、低合金钢中的一种或几种。管壳10经过四浸五培、气密涂层工艺制造，体积密度≥2.3g/cm3，灰分≤0.01％。制作而成的石墨圆形或椭圆形两端密闭的管道。管芯20为网状的普通碳碳复合材料，网格密度60目，大小与管壳内壁贴紧配合，为封闭圆形或椭圆形。
[0031]所述热管的一端与待冷却物接触即可取热本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于石墨化炉冷却取热的大温差组合热管，其特征在于：热管包括管壳，管壳内设置容置空间，所述容置空间用于放工质；所述热管分为蒸发端和绝热段，所述蒸发端和绝热段连接，所述蒸发端用于与待冷却物接触，所述绝热段起保温的作用；2个及以上所述热管通过碳碳复合材料带连接成热管组，所述热管组中各热管的蒸发段位置呈错位排布。2.根据权利要求1所述的用于石墨化炉冷却取热的大温差组合热管，其特征在于：管壳和容置空间之间设置管芯，所述管芯与管壳材料相同。3.根据权利要求2所述的用于石墨化炉冷却取热的大温差组合热管，其特征在于：管芯与管壳内壁贴紧配合，容置空间为封闭圆形或椭圆形。4.根据权利要求1
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3任一项所述的用于石墨化炉冷却取热的大温差组合热管，其特征在于：热管远离蒸发端的一端为冷凝端，所述冷凝端用于与待加热物接触。5.根据权利要求4所述的用于石墨化炉冷却取热的大温差组合热管，其特征在于：所述冷凝端设置翅片结构，以改变其热流密度。6.根据权利要求4所述的用于石墨化炉冷...
【专利技术属性】
技术研发人员：时玉军，蒋永丽，周明君，
申请(专利权)人：湖南云麓新能源有限公司，
类型：新型
国别省市：
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