浅析热管散热器的优点及前景展望

　　 热管散热器与铝（铜）实体散热器和水冷散热器相比主要有以下优点：

　　（1）散热能力强。铝（铜）实体散热器在6m/s风速下，热阻为0103e/W；而热管、水冷的热阻在相同条件下仅为0101e/W.

　　（2）性价比高。在同等热阻条件下热管散热器消耗材料仅为铝（铜）实体散热器的一半，而水冷散热不仅设备多，而且要另外增加水系统。回路型热管散热器葛洲坝电厂目前一共有3F、14F、19F的大功率整流柜使用回路型热管散热器，回路型热管的原理如下：回路热管由蒸发器、蒸汽段、冷凝段、回流段和补偿室5个部分组成，蒸发器内部有一组毛细结构，在蒸发器内壁或毛细结构上有许多蒸汽槽道。在实际使用过程中，装配回路型热管散热器的功率柜功率器件温升低，都运行在远低于其极限结温0状态下，满足了散热的需求，但因为回路型热管的装配形式，使得整个功率柜内都被散热器件塞满，柜内环境温度较高。

　　重力型热管散热器因为回路型热管散热器尺寸较大，对功率柜内整体散热有影响，在2005年葛洲坝电厂又在大功率整流柜上试用了重力型热管散热器，取得了不错的效果，目前在2F、5F、9F、10F、15F、20F等6台机组上使用。如图2所示，重力型热管原理如下：重力型热管是一根真空密封的管状体，内由管芯和工作介质液组成，通常采用铜管做壳体，有利于抵抗管的内外压力差，工作介质可以是水或者其他如液态氦、氮、钠和钾等，常用的是水1.重力型热管的结构和原理每个热管依照工作特点，可以划分为加热（蒸发）段、绝热段和冷凝段3个部分。在加热（蒸发）段，热源紧密接触管壁吸收热量，介质液（水）蒸发变成蒸汽并沿着管道扩散；到了压装有散热片的冷凝段，蒸汽冷凝成水，释放出汽化潜热；在重力的作用下，水再回到蒸发段。这样就完成了一个传热的工作循环。只要热管内部进行的液体蒸发、蒸汽流动、蒸汽凝结、凝结液回流4个工作循环过程不被破坏，热管就会连续不断地从热源传递大量的热到冷端。这不需要外动力来实现，而是通过传热中余量（蒸汽压差）和介质液的重力来驱动。

　　热管散热器兼有铝散热器和铜散热器的优点，在自然风冷的情况下，热阻小可达到0104e/W，实现了自然条件下的高效散热，同时在使用中还设有带温控器的风机，环境温度过高限后自动启动风机，这就保证了功率器件在远低于其极限/结温0状态下的长期额定运行。而且，热管散热器正常运行时无噪音，设备灰尘少，这都给维护人员检修时带来极大方便。