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

背景技術：

現(xiàn)有的供暖技術，主要通過熱源加熱熱媒再加熱空氣，形成熱交換后增加環(huán)境溫度，這種技術需要一個固定的鍋爐房來產(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，維護和運行成本高；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，就可以使得投入在輸電管道上的能源利用的更加充分。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術存在的不足，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，成為暖氣進水來源。

本發(fā)明的技術方案：

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；

所述金屬熱交換層設置于中空銅管外側(cè)，并通過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，內(nèi)部注入水；所述外殼設置于金屬熱交換層外側(cè)，并通過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)設有中間孔，所述中空銅管兩端分別穿過外殼兩側(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，緩沖水箱和溫度計均與金屬熱交換層連通；所述金屬熱交換層兩側(cè)分別設置有與用戶供暖端連接的金屬熱交換層上方進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保溫水管連接供暖設備，進水閥門獲取的循環(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)有技術相比，具有如下優(yōu)點：

1、無需專門建立供暖加熱場所，依靠輸電管道的損耗加熱，熱媒溫度就可以達到要求；

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

附圖說明

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，8-進水閥門，9a、9b-金屬支座，10-出水閥門，11-導管；

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。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一種實施方式作詳細說明。

本實施方式中，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)部導體發(fā)出的熱量，先對耐高溫絕緣液體25#變壓器油室內(nèi)的25#變壓器油進行加熱，將熱量傳遞給耐高溫絕緣液體，同時耐高溫絕緣液體將金屬熱交換層進行加熱，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7；

所述金屬熱交換層3設置于中空銅管1外側(cè)，并通過金屬支座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，內(nèi)部注入水；所述外殼4設置于金屬熱交換層3外側(cè)，并通過金屬支座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)設有中間孔，如圖3所示，中空銅管1兩端分別穿過兩側(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7均與金屬熱交換層相通；本實施方式中，外殼在金屬熱交換層處開孔并連接導管11引出金屬熱交換層中的水，溫度計7與導管11連接，實現(xiàn)測量金屬熱交換層中水的溫度；所述外殼4兩側(cè)開口，金屬熱交換層3兩側(cè)分別設置金屬熱交換層3上方進水閥門8和金屬熱交換層3下方出水閥門10，進水閥門8和出水閥門10通過外殼4兩側(cè)開口連接用戶供暖端，所述金屬熱交換層上方進水閥門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通過保溫水管連接供暖設備，進水閥門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，當輸電管道通過中空銅管1傳輸電能時，中空銅管1產(chǎn)生的熱量會加熱耐高溫絕緣液體室2中的25#變壓器油，25#變壓器油再對金屬熱交換層3中的水進行加熱，進水閥門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提供空間。金屬支座9a和金屬支座9b分別對中空銅管1及金屬熱交換層3起支撐作用。

為進一步說明，下面介紹用于輸電管道的余熱利用裝置的仿真驗算；

對輸電管道進行有限元電磁場分析，計算導電管能量損耗，計算中空銅管在額定電流3150a下，導電管單位長度能量損耗值為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℃，即可進行供熱供暖。

技術特征：

技術總結(jié)
一種用于輸電管道的余熱利用裝置，屬于輸電供暖技術領域；包括：中空銅管、金屬熱交換層、外殼、油枕、緩沖水箱和溫度計；金屬熱交換層設置于中空銅管外側(cè)，空腔注入耐高溫絕緣液體；金屬熱交換層為空心結(jié)構，內(nèi)部注入水；外殼設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水閥門和出水閥門；本發(fā)明無需專門建立供暖加熱場所，依靠輸電管道損耗，熱媒溫度可達到要求；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，減小傳輸過程熱媒溫度的下降，節(jié)省管道長度。

技術研發(fā)人員：張曦橙;林莘;徐建源;李輝;安康;馬子超
受保護的技術使用者：沈陽工業(yè)大學
技術研發(fā)日：2017.06.28
技術公布日：2017.10.10