分離式熱管換熱器

分離式熱管換熱器是由熱管換熱器演變的一種新型換熱設備，可分別設定在熱風爐的煙道、煤氣管道和助燃空氣管道上。分離式熱管換熱器中管束的排列方式一般都採用順排，即矩形排列，這會使傳熱係數有所下降(約為叉排的30%)，但流體通過換熱器的壓降會有較大的下降，並且還便於使用吹灰器清灰。

基本介紹

• 中文名：分離式熱管換熱器
• 外文名：Separate type heat pipe heat exchanger
• 組成部分：翅片管、熱管束
• 特點：蒸發器與冷凝器分離
• 實質：熱傳遞裝置
• 發明時間：1944年

結構與原理

分離式熱管換熱器是由若干根高頻翅片管組焊成、彼此獨立的熱管束組成。它具有良好的導熱性能，冷、熱端相對應的各片管束通過蒸汽導管和回流導管連線，構成各自獨立的封閉管路系統，其立面結構如下圖所示。

分離式熱管換熱器結構圖

分離式熱管換熱器是單管型熱管換熱器的發展。在單管型熱管換熱器中，蒸發段和凝結段是一支熱管的兩個部分，換熱器是由若干支單管構成的。而分離式熱管換熱器則不同，其蒸發段和凝結段不再由單獨的熱管元件組成，而是分離成兩個部分，組成了兩個換熱器：蒸發器和冷凝器。

蒸發器在下部，凝結器在上部，中間用蒸汽通道（上升管）和凝液回流通道（下降管）相連。蒸發器內部因沸騰而產生的蒸汽，通過上升管，流動到上部的冷凝器凝結，凝結液通過下降管回流到蒸發器二這樣，依靠內部介質的連續相變，完成了熱量的連續轉移。

特點

(1)分離式熱管換熱器由兩個相對獨立的部分組成，每部分可方便地安裝在需要吸熱和放熱的管道上，這樣就避免了對管道系統做大的改動。在大功率的餘熱回收系統中，冷熱流體的流量很大，管道直徑大，很難彎曲和引出，套用分離型換熱器就顯得特別方便。

(2)因為分離型由兩個基本上獨立的換熱器組成，因而每個換熱器的傳熱面積都可以根據需要而改變，管束尺寸、管子規格、排列方式等都可獨立選擇。

(3)因為冷熱兩流體被完全隔離，兩流體不會發生互相泄漏和互相摻混的情況，避免了易燃易爆流體在換熱過程中可能發生的安全事故。

(4)可以在現場進行管內介質的灌注和排氣工藝．在運行過程中，產生的不凝結氣體容易排掉，若發現熱管性能下降，可在現場進行維護。

(5)可遠距離傳輸熱量，蒸發器和冷凝器可以相距幾十米，仍能正常工作。

(6)從一種熱流體獲得的熱量，可用來加熱兩種不同的冷流體，反之，從兩種熱流體獲得的熱量，可用來加熱一種冷流體。

(7)在同一個換熱器中，可以同時實現順流和逆流。高溫流體的入口管束與低溫流體的入口管束相連線，構成冷熱流體的順流換熱，而其他仍可保留逆流形式換熱。這種獨特的排列方式可以降低高溫流體入口管束的管內蒸汽溫度，使管內介質處於允許的溫度和壓力之下，也可以升高低溫流體入口管束的管內溫度，以避免溫度過低的不利影響。

運行條件

為了使分離式熱管換熱器能正常運行，需要滿足並保證下列條件：

(1)保證運行壓差。熱管內的介質不是依靠外界動力驅動，而是依靠內部介質的液位差驅動。液位差是指冷凝器中的液位與蒸發器中的液位之差。為此，冷凝器應位於蒸發器之上，且保持一定的高度差。

(2)保持管內介質處於一定的壓力範圍下 當冷熱流體的流量或溫度偏離設計值，或發生激烈波動時，管內介質的溫度和壓力會隨之發生激烈波動，從而影響設備的安全運行。為此，需要設定自動監測、報警、控制系統和旁通管道系統。

(3)需要防止管內不凝氣體的產生和積聚。當設備因故停機時，管內會處於真空狀態，空氣會自動漏入，在開機運行時，須自動排氣並補充介質。

(4)在餘熱回收的套用中，一般以水作為管內的工作介質，為了防止空氣的滲漏，應保證管內一直在正壓狀態下運行。