[实用新型]一种高效多功能热交换装置

说明书

本实用新型公开了一种高效多功能热交换装置，包括壳体和前端板，后端板，前端板和后端板将壳体分离为A腔、B腔和C腔；B腔设置有热交换管组件使B腔的管程连通A腔和C腔，B腔设置有壳程液体进口和壳程液体出口；C腔设置有管程流体进入的管程流体进口，管程流体通过B腔内的热交换组件的管程换热后进入A腔，A腔设置有管程流体流出的管程流体出口；A腔为热超导换热腔，A腔内设置有热超导导热管。本实用新型的高效多功能热交换装置，是应用热超导技术让多种介质实施热能互换的多功能热交换装置。适用于两种流体载热介质和一直非流动热传导介质，实现其三种介质之间(或任意两种介质)的工作热交换。

技术领域

本实用新型涉及热能开采应用领域，具体涉及一种高效多功能热交换装置。

背景技术

热超导技术也称为热管技术，指在特定条件下其物理导热性的热阻值几乎等于零，具有超越常规任何一种单品导热材料。其导热通量是高性导热性能金属材料的数千倍或数万倍，而且导热速度极快可达7000米/秒以上。热超导技术自从被科学家发现到应用至今已有几十年的发历史，该技术是通过多种不同材料配比，以特殊的制造工艺做成不同形态的密闭型元器件(或产品)，多以管件、换热片、导热排管等方式使用。按热超导介质的物理形态，可分为业态配方、固态配方、涂层配方；按照介质的安全性可分为：有机配方、无辐射配方等。无论哪一种配方的热超导导热介质，其共性原理都是需要在一个封闭的物体空间内方可正常工作，在一端受热的情况下，热量以接近声速向低温端传递。不同类型的热超导介质，其导热系数不同。而且适用的工作温度区间也有所不同。实验证实，热超导介质的导热性能可达纯银(导热系数411W/m.℃)的 8000-30000倍，单体热超导部件长度可从几毫米至近百米，其导热头尾端温差几乎为零。其正常工作区间可分为高中温、低温三个区域，例如：中国专利号 CN89108521.1及CN97180042.1所公开的专利配方及有关测试参数，其当量导热系数超过27MW/m².S，是纯银(导热系数411W/m.℃)的数万倍。不同的导热介质，其有效工作温度范围有所不同：有普通介质-50～350℃，也制作成的高、中、低温三种传热介质的导热元件：低温元件—-60℃至80℃，中温元件—30℃至300℃，高温元件—300℃至1100℃。

目前热超导技术应用较多而相对成熟的领域，是对大功率电器产品(如，CPU电源、LED照明驱动、高耗能芯片等)作为散热应用，或用于特殊装备(如，航空飞行器、运载火箭)的内外表面的温度平衡。在大型工业热能应用产业的热能传输中，均采用常规的热载体流动方式传输热能。

热超导技术(热管)在大规模热能供给应用领域(如，石油化工业生产、热能发电、食品及建材加工、城市集中供暖等)，未得到广泛应用。其“瓶颈”问题在于：所有不同配方的热超导体介质，在使用时都必须在一个密闭的空间内方可有效应用，当密闭空间尺寸大于正常工作的临界值或密闭空间环境受损，其高效的导热特性能不复存在。不同配方其有效空间临界值不同。而且对于大型工业用热能传输装备若使用热超导技术，还存在设计、制造或安装工艺等特殊困难。以上种种原因是导致热超导技术在规模化的工业用热领域，未能广泛应用的关键所在。

发明内容

针对上述缺陷，本实用新型提供一种高效多功能热交换装置，提出了一套系统连接组合件的设计方案。即以确保高效导热为前提，设计出的热超导组合件系统，还具有“开/关”等调节控制功能，以满足不同应用的需求。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高效多功能热交换装置，包括壳体，设置于壳体内且相隔开的前端板和后端板，所述前端板和后端板将所述壳体分离为前方位置的A腔、中间位置的B腔和后方位置的C腔；中间位置的所述B腔设置有热交换管组件使B腔的管程连通A腔和C腔，所述B腔的一端设置有壳程流体进入的壳程液体进口，另一端设置有壳程流体流出的壳程液体出口；所述C腔设置有管程流体进入的管程流体进口，所述管程流体通过B腔内的热交换组件的管程换热后进入A腔，所述A腔设置有管程流体流出的管程流体出口；所述A腔为热超导换热腔，所述A腔内设置有热超导导热管。