本發(fā)明屬于輸電供暖技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于輸電管道的余熱利用裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的供暖技術(shù)，主要通過(guò)熱源加熱熱媒再加熱空氣，形成熱交換后增加環(huán)境溫度，這種技術(shù)需要一個(gè)固定的鍋爐房來(lái)產(chǎn)生熱量并加熱熱媒介質(zhì)，并且將熱媒介質(zhì)傳輸給各用戶也需要一條專門的傳輸線路，占地面積大，維護(hù)和運(yùn)行成本高；且現(xiàn)有輸電管道的能量損耗也值得被利用，如果能將損耗發(fā)熱的熱量利用起來(lái)，就可以使得投入在輸電管道上的能源利用的更加充分。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種用于輸電管道的余熱利用裝置，該裝置利用了輸電管道在傳輸電能時(shí)產(chǎn)生的損耗熱，加熱了裝置內(nèi)熱交換層的水，最后由加熱后的水將熱量帶出，成為暖氣進(jìn)水來(lái)源。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種用于輸電管道的余熱利用裝置，包括：

中空銅管、金屬熱交換層、外殼、油枕、緩沖水箱和溫度計(jì)；

所述金屬熱交換層設(shè)置于中空銅管外側(cè)，并通過(guò)金屬支座連接固定中空銅管，中空銅管與金屬熱交換層之間形成空腔，空腔內(nèi)注入耐高溫絕緣液體，形成耐高溫絕緣液體室；所述金屬熱交換層為空心結(jié)構(gòu)，內(nèi)部注入水；所述外殼設(shè)置于金屬熱交換層外側(cè)，并通過(guò)金屬支座固定金屬熱交換層，金屬熱交換層和外殼之間空腔注入耐高溫絕緣液體，所述外殼兩側(cè)設(shè)有中間孔，所述中空銅管兩端分別穿過(guò)外殼兩側(cè)中間孔與輸電管道中的中空銅管相連接；油枕、緩沖水箱和溫度計(jì)均固定于外殼外表面，油枕與耐高溫絕緣液體室連通，緩沖水箱和溫度計(jì)均與金屬熱交換層連通；所述金屬熱交換層兩側(cè)分別設(shè)置有與用戶供暖端連接的金屬熱交換層上方進(jìn)水閥門和金屬熱交換層下方出水閥門，金屬熱交換層上方進(jìn)水閥門用于回收用戶供暖后的循環(huán)水，金屬熱交換層下方出水閥門通過(guò)保溫水管連接供暖設(shè)備，進(jìn)水閥門獲取的循環(huán)水經(jīng)金屬熱交換層加熱后，經(jīng)保溫水管傳輸至供暖設(shè)備，為用戶供暖。

所述中空銅管內(nèi)添加液體絕緣材料25#變壓器油。

所述耐高溫絕緣液體采用25#變壓器油。

所述油枕材料為201不銹鋼板，并噴漆防腐。

所述金屬熱交換層材料為紫銅。

所述緩沖水箱材料為201不銹鋼板，并噴漆防腐。

所述外殼材料為201不銹鋼板，并噴漆防腐。

所述溫度計(jì)量程大于100℃。

有益效果：本發(fā)明的一種用于輸電管道的余熱利用裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、無(wú)需專門建立供暖加熱場(chǎng)所，依靠輸電管道的損耗加熱，熱媒溫度就可以達(dá)到要求；

2、可根據(jù)用戶所在位置，選取附近的輸電管道來(lái)安裝裝置，縮短了熱媒傳輸距離，減小了再傳輸過(guò)程中的熱媒的溫度的下降，節(jié)省了熱媒介質(zhì)輸送管道的長(zhǎng)度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種用于輸電管道的余熱利用裝置的橫截面示意圖；

圖2為本發(fā)明一種用于輸電管道的余熱利用裝置的軸向截面示意圖；

其中，1-中空銅管，2-耐高溫絕緣液體25#變壓器油室，3-金屬熱交換層，4-外殼，5-油枕，6-緩沖水箱，7-溫度計(jì)，8-進(jìn)水閥門，9a、9b-金屬支座，10-出水閥門，11-導(dǎo)管；

圖3為本發(fā)明一種用于輸電管道的余熱利用裝置的中空銅管連接示意圖；

圖4為本發(fā)明一種用于輸電管道的余熱利用裝置的溫度仿真圖，其中，(a)為裝置整體溫度云圖；(b)為金屬熱交換層溫度云圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一種實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明。

本實(shí)施方式中，一種用于輸電管道的余熱利用裝置，以一種熱交換的方式，利用輸電管道內(nèi)部導(dǎo)體發(fā)出的熱量，先對(duì)耐高溫絕緣液體25#變壓器油室內(nèi)的25#變壓器油進(jìn)行加熱，將熱量傳遞給耐高溫絕緣液體，同時(shí)耐高溫絕緣液體將金屬熱交換層進(jìn)行加熱，金屬熱交換層將內(nèi)部的水加熱，熱水供居民區(qū)內(nèi)用戶使用，如圖1-2所示，一種用于輸電管道的余熱利用裝置，包括：

中空銅管1、金屬熱交換層3、外殼4、油枕5、緩沖水箱6和溫度計(jì)7；

所述金屬熱交換層3設(shè)置于中空銅管1外側(cè)，并通過(guò)金屬支座9a連接固定中空銅管1，中空銅管1與金屬熱交換層3之間空腔注入25#變壓器油，形成耐高溫絕緣液體25#變壓器油室2；所述金屬熱交換層3為空心結(jié)構(gòu)，內(nèi)部注入水；所述外殼4設(shè)置于金屬熱交換層3外側(cè)，并通過(guò)金屬支座9b固定金屬熱交換層3，金屬熱交換層3和外殼4之間空腔注入耐高溫絕緣液體，所述金屬熱交換層3和外殼4兩側(cè)設(shè)有中間孔，如圖3所示，中空銅管1兩端分別穿過(guò)兩側(cè)中間孔與輸電管道中的中空銅管相連接；油枕5、緩沖水箱6和溫度計(jì)7均固定于外殼4外表面，油枕5與耐高溫絕緣液體25#變壓器油室2相通，緩沖水箱6和溫度計(jì)7均與金屬熱交換層相通；本實(shí)施方式中，外殼在金屬熱交換層處開(kāi)孔并連接導(dǎo)管11引出金屬熱交換層中的水，溫度計(jì)7與導(dǎo)管11連接，實(shí)現(xiàn)測(cè)量金屬熱交換層中水的溫度；所述外殼4兩側(cè)開(kāi)口，金屬熱交換層3兩側(cè)分別設(shè)置金屬熱交換層3上方進(jìn)水閥門8和金屬熱交換層3下方出水閥門10，進(jìn)水閥門8和出水閥門10通過(guò)外殼4兩側(cè)開(kāi)口連接用戶供暖端，所述金屬熱交換層上方進(jìn)水閥門8用于回收為用戶供暖后的循環(huán)水，金屬熱交換層下方出水閥門10通過(guò)保溫水管連接供暖設(shè)備，進(jìn)水閥門8獲取的循環(huán)水經(jīng)金屬熱交換層3加熱后，經(jīng)保溫水管傳輸至供暖設(shè)備，為用戶供暖。

所述中空銅管內(nèi)添加液體絕緣材料25#變壓器油。

所述油枕材料為201不銹鋼板，并噴漆防腐。

所述金屬熱交換層材料為紫銅。

所述緩沖水箱材料為201不銹鋼板，并噴漆防腐。

所述外殼材料為201不銹鋼板，并噴漆防腐。

溫度計(jì)量程為100℃。

輸電管道最高可通入35kv的電壓，電流可以是2150a或3500a，當(dāng)輸電管道通過(guò)中空銅管1傳輸電能時(shí)，中空銅管1產(chǎn)生的熱量會(huì)加熱耐高溫絕緣液體室2中的25#變壓器油，25#變壓器油再對(duì)金屬熱交換層3中的水進(jìn)行加熱，進(jìn)水閥門8用于將冷水注入金屬熱交換層3，出水閥門10用于將加熱后的水放出，對(duì)外公暖，耐高溫絕緣液體室2中的25#變壓器油即起到傳遞熱量的作用，也起到絕緣作用。外殼4與金屬熱交換層3中間的25#變壓器油則起到保溫作用。油枕5可以在25#變壓器油受熱膨脹或因加熱沸騰提供空間。緩沖水箱6可以在水受到加熱沸騰時(shí)提供空間。金屬支座9a和金屬支座9b分別對(duì)中空銅管1及金屬熱交換層3起支撐作用。

為進(jìn)一步說(shuō)明，下面介紹用于輸電管道的余熱利用裝置的仿真驗(yàn)算；

對(duì)輸電管道進(jìn)行有限元電磁場(chǎng)分析，計(jì)算導(dǎo)電管能量損耗，計(jì)算中空銅管在額定電流3150a下，導(dǎo)電管單位長(zhǎng)度能量損耗值為51.013w/m。

圖4(a)和4(b)為余熱利用裝置在有限元軟件下的溫升計(jì)算，其中，金屬熱交換層的最大溫度為75℃，根據(jù)《采暖供熱規(guī)范》，熱交換管內(nèi)水溫高于70℃，即可進(jìn)行供熱供暖。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種用于輸電管道的余熱利用裝置，屬于輸電供暖技術(shù)領(lǐng)域；包括：中空銅管、金屬熱交換層、外殼、油枕、緩沖水箱和溫度計(jì)；金屬熱交換層設(shè)置于中空銅管外側(cè)，空腔注入耐高溫絕緣液體；金屬熱交換層為空心結(jié)構(gòu)，內(nèi)部注入水；外殼設(shè)置于金屬熱交換層外側(cè)，空腔注入耐高溫絕緣液體，中空銅管兩端與輸電管道中的中空銅管相連接；油枕與耐高溫絕緣液體室連通，緩沖水箱和溫度計(jì)均與金屬熱交換層連通；金屬熱交換層兩側(cè)有與用戶供暖端連接的進(jìn)水閥門和出水閥門；本發(fā)明無(wú)需專門建立供暖加熱場(chǎng)所，依靠輸電管道損耗，熱媒溫度可達(dá)到要求；可根據(jù)用戶位置選附近輸電管道安裝，縮短熱媒傳輸距離，減小傳輸過(guò)程熱媒溫度的下降，節(jié)省管道長(zhǎng)度。

技術(shù)研發(fā)人員：張曦橙;林莘;徐建源;李輝;安康;馬子超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.28
技術(shù)公布日：2017.10.10