[科普中国]-超导传热

超导热管

超导热管的工作介质一般由多种无机活性金属及其化合物混合而成，遇热而吸，遇冷而放。超导热管与普通热管相比，其特点为：适用温度为60～1000℃，而一般液体工质如水，只能用于100～350℃；安全可靠，不存在管内超压问题，不怕干烧；节省钢材，优化传热；可消除导热死区；安装方便，不受安装位置限制；良好的导热性，导热速度快，强度大，效率高，超导热管热量的传递随着温差增加而增加，一般液体工质其汽相速度不能超过音速，一旦达到音速，即出现“阻塞”现象；具有良好的等温性，试验证明，一根长4M的超导热管，其一端置于100℃的热水中，另一端置于无风的大气中，热、冷两端温差不大于1℃，而同样条件下的一般液体工质热管，热、冷两端温差高达3～4℃，这说明超导热管具有良好的等温性，即可在很小的温差下，传递很大的热通量，传热阻力小；由于不考虑内压，超导热管形状具有更大的灵活性，具有更广泛的应用领域。1

真空超导真空超导是在“真空”状态下，使介质（超导液）发生相变，而产生“超导”现象。只要介质达到了设定的沸点，瞬间即能吸收大量的热，在真空状态下，以声音的速度向远端传递热量。它的热效率可达到95%以上，因此，大量的节省能源。如果用于采暖，它比水暖系统要节省50%左右。真空超导技术是当今超导传热和高效换热新技术，因此，在当今能源紧缺的时代，该技术就成了世界各国所关注的热门节能技术。2

太阳能超导采暖技术是当今世界超导高效传热新技术，是一种高效节能新技术。它以音速传热，热效率可达到95%~98%以上，与水暖供热相比，真空超导采暖要比水暖节能50%以上，因为水暖的热效率仅为34.75%。太阳能超导采暖技术的研发与应用，适应了当前经济发展的需要，有着无比的开发价值和广阔的市场，凡是有能源的地方都可以使用，用途广泛，可以使用于：采暖运用、烘干房运用、真空超导空调、真空超导燃煤气化炉、热风机、热风炉。 3

针对目前大庆油田常用的清防蜡技术存在污染油层、成本高和能耗高的现状，文献4提出了利用地热资源和真空管超导传热原理，将加入超导介质的真空密闭双层(或单层)空心抽油杆下入到地层温度为60～80℃的井段，通过大地温度将超导液体加热汽化，迅速将大地温度传到整个抽油杆密闭空间，加热井筒内的混合油液，使井筒内液体温度高于结蜡温度，实现低成本、无污染清防蜡的目的。理论上，只要选择合适的空心抽油杆参数和超导液，下到合理的深度，充盈的地热资源就可以满足对井筒内液体加热的需要。与常规抽油机井相比，采用该新型防蜡工艺技术，每年每口井可节省采油费用0.67万元。

技术及设备由中国科学院化工专家及热能工程专家共同开发研制成功的一种高效、节能超导介质采暖炉及配套设备，不仅克服了水暖系统无法克服的弱点(消耗大量的煤炭、柴、燃油和天然气，对大气环境造成严重污染，3大致命弱点：气阻、腐蚀、热传递效率低)，而且实现了等温传热，无需用水，以一种特殊超导介质材料替代水，使采暖变成了无界限自由导热的方式。其独特的单向导热功能从根本上解决了热回流问题，打破了传统的以水为介质的传热方式，且通过极小的截面积实现远距离传输而无需外加动力，从而实现高效、节能、环保、低耗的效果。该技术的研究成功是对水暖系统的一次革命，必将取代水暖系统走进千家万户，发挥其巨大的社会效益和经济效益。该技术已获国家专利并通过国家权威部门检测。5

发明专利6太阳能超导传热集热器涉及一种太阳能应用技术，特别是涉及一种太阳能转换损失更低的太阳能超导传热集热器及其使用方法。其目的是为了提供一种结构简单、成本低、热量损失小的太阳能超导传热集热器及其使用方法。本发明太阳能超导传热集热器包括集热板，所述集热板为长条形薄板，集热板内为至少一个上下方向的细长形空腔，所述空腔设有导热介质，空腔的容积大于导热介质的体积。