热管换热器在电站锅炉中的应用研究

1·热管换热器的结构及工作原理
1.1热管换热器的结构
热管是由管壳、吸液芯和工质组成一个封闭系统（如图1所示）。热管为全密封状态，管壳在最外端其两侧附有金属端盖，管壳的选择需满足两个要求，即保证在长时间工作后不会有不凝结气体的产生影响到传热的效果，且还要能够承受一定的内压。管壳内壁装的吸液芯呈多空状特性，可将冷凝液从冷端吸到热端，备蒸发传热用。管内环境为真空状态，装有传热的工质。热管就是利用工质相变的物理过程，以潜热形式来实现热量传递的[1]。

1.2热管换热器的工作原理
图2所示为热管换热器的工作原理，即在热管换热器内，经过潜热换热过程，烟气的热量从蒸发段传递到冷凝段，并连续不断往复进行，从而完成热量的传递[2]。具体来说，烟气进入热管后将热量传递给蒸发段，热管内载热工质的传热过程包括：在热管的受热段，由于管内工作介质吸收了烟气的热量从而获得蒸发潜热而汽化，蒸汽被存在于冷凝段和蒸发段的压力差推动着，由蒸发段移动向冷凝段，然后蒸汽在冷凝段放出的冷凝潜热被外界低温介质带走，蒸汽凝结，换热过程结束。同时，由于重力作用使载热介质返回蒸发段，新的传热过程又重新开始，循环进行。如果冷凝液凭借重力作用自然返回加热段，管芯可省去。这种热管叫做“重力辅助式热管”或“热虹吸管”。
热管内部所装的工质是热管进行潜热换热的介质，因此其必须具备良好的热物理特性，且工质的临界点必须高于所确定的工作温度。