高温超导热管及应用锅炉情况介绍.doc

热管技术概况及前景 ? 一、热管技术的发明及早期应用 1942年，美国的一位汽车工程师发明了热管，20世纪60年代初，它被原子能协会与国家航天部门用于冷却飞船与核反应堆，20世纪70年代，热管作为全新风系统中的热能回收装置而最终在暖通行业中体现出其优越性。之后热管技术在各个领域都逐步得到发展，其应用范围也越来越广泛。 二、热管技术的基本特征 热管是依靠自身内部工作液体相变来实现传热的传热元件，按工作温度分为低温（-200～+50℃），常温（50～250℃)，中温（250～600℃)，高温（高于600℃）热管。 具有以下基本特征： ⑴很高的导热性。 ⑵优良的等温性。 ⑶热流密度可变性。 ⑷热流方向的可递性。 ⑸热二极管及热开关性能。 ⑹恒温特性（可控热管）。 ⑺环境的适应性。 与常规换热技术相比，热管技术之所以能不断受工程界欢迎，是因其具有如下的重要特点： ⑴热管换热设备较常规设备更安全、可靠、可长期连续运行。 ⑵热管管壁的温度可调性。 ⑶冷热段结构位置布置灵活。 ⑷热管换热设备效率高，节能效果显著。 三、低、常温热管技术的应用 随着科学水平的不断提高，热管研究和应用领域也将不断扩宽，新能源的开发，电子装置芯片冷却，笔记本电脑CPU冷却及大功率晶体管，可控硅元件，电路控制板的冷却，化工，动力，冶金，玻璃，轻工，陶瓷，制冷空调等领域的高效传热传质设备的开发，都在积极促进热管技术的进一步发展。热管技术被公认是一种很有价值的传热新技术，在空间技术、电器工业、核电工业、化学工业、食品工业、动力机械、工业余热回收等很多方面都得到了广泛应用。以低温和中温热管为例其应用空间主要包括: 1、热管技术在化工及石化领域的应用 热管及热管换热器近年来在石油化工领域中的应用已愈来愈受人们的重视，它具有体积紧凑、压力降小、可以控制露点腐蚀、一段破坏不会引起两相流互混等优点，提高的设备的运行效率和可靠性。它在石化领域的应用可谓是无所不在。 2、热管技术在建材及轻纺织工业领域的应用 建材行业如水泥、陶瓷等工业都要消耗大量的能量，以陶瓷为例，据统计，能源费占生产总成本的40%以上。开发新型高效节能设备将极大的促进此行业的发展。80年代国内的许多单位应用热管换热技术回收陶瓷、水泥生产中排放的余热取得了良好的节能效果，90年代高温热管技术的工业开发应用获得成功，这些都为热管技术的工业推广打下了良好的基础。 3、热管技术在冶金工业中的应用 冶金工业也是耗能大户，不论是有色冶金或黑色冶金工业都存在大量的节能问题。以钢铁企业为例，焦炉、高炉及炼钢工序均有相当数量的余热未能回收利用。余热的温度最高可达1600oC，热能的形态有固体、气体、液体，其中最多的为间隙排放，因此给余热回收带来了一定的难度。由于热管的众多特点，特别适宜于上述场合的余热回收利用，从70年代开始，国内冶金界就有许多工程技术人员和热管技术工作者进行了卓有成效的合作开发，取得了良好的效果。目前已经在烧结排期限热核热风炉燃烧废气的余热回收方面，达到了定性设计和系列化、标准化的程度。高温热管及高温热感空气预热器、高温热管空气蒸发器的开发运行成功，又给冶金业带来了新的希望。在冶金工业中大量应用的热管换热器设备有： 坯件加热炉热管空气预热器；线材退火炉；轧钢连续加热炉；热管余热锅炉；热管省煤器等。 4、热管技术在电力电子领域的应用 电子技术近年来迅速发展，电子器件的高频、高速以及集成电路的密集和小型化，使得单位容积电子器件的发热量快速提高，而电子器件正常工作必须在一定的温度范围之内，电子器件的散热成为了其发展的一个瓶颈，因此电子技术的发展需要有良好的散热手段来保证。热管问世以来，使电力电子装置的散热系统有了新的发展。热管使自冷的应用范围迅速扩大。因为热管自冷散热系统无需风扇、没有噪音、免维修、安全可靠，热管风冷甚至自冷可以取代水冷系统，节约水资源和相关的辅助设备投资。此外，热管散热还能将发热件集中，甚至密封，而将散热部分移到外部或远处，能防尘、防潮、防爆，提高电器设备的安全可靠性和应用范围 在电力领域，热管电机的出现及实用化成为了一个典型的代表。热管电机中的主要应用之一是用一根旋转热管来代替电机的传动轴，将电机转子产生的热量通过热管传到轴端的散热部分，并用风扇排致电机壳外。传递的功率显著提高。 5、热管在航天领域的应用 热管适应航天技术的发展的要求而发展的，所以热管技术在航天领域得到了许多非常重要的应用。由于航天领域中热管运行可靠性及其本身的各种性能都有严格的要求。这些要求也促进了热管技术的发展。下面是两个具体的应用实例，从中就可以看出热管技术在航天领域的重要位置。 “神州号飞船的热控制系统：热控制系统用于保证飞船各舱仪器设备、结构以及乘员所需要的环境温度条件，合理调配飞船之间的热量的传输，并排放到宇宙空间