CN102767978A - 一种风冷换热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种风冷换热装置，该装置包括一级换热套管、二级换热套管，所述的一级换热套管和二级换热套管分别由内管和内管外套置的外管构成，所述的一级换热套管和二级换热套管的内、外管互相置换连接，所述的一级换热套管上设有高温气体进口和冷却介质出口；所述的二级换热套管上设有冷却介质进口和气体出口。本发明通过上述技术改善了换热装置的一些现状，节约了水资源，降低了运行成本；节省了材料，降低制作成本，适用于湿蒸汽和不溶于水的混合热气体的冷却以及水蒸气的冷却凝结和一些干燥装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种在电力、化工、钢铁等行业中使用到的冷却设备，特别涉及一种在发动机组氢气干燥设备中的风冷换热装置，属于热工设备技术领域。
背景技术
冷却换热器属热工设备，在电力、车辆冷却系统、空调系统中应用得比较广泛，如电厂、汽车、冰箱、空调中。现在的火力发电厂发电机组用氢气来做冷却保护气，但是对氢气的湿度有较高的要求，而吸附式氢气干燥装置使用吸附剂带走潮气，通过加热、冷却、汽水分离的循环系统来再生吸附剂。目前干燥装置上的冷却换热方式为水冷式，但是由于设备24小时不间断工作，就需要源源不断的水与热混合气换热，这种水资源的消耗一年将耗去上万吨，不仅增加了运行成本，同时也对水资源造成极大的浪费。尤其是西北部那些水资源匮乏地区，情况更为严重。
常规的管道冷却换热过程中，水蒸气逐渐的凝结，进而形成液膜，阻碍了热混合气与管道壁的接触，这也是冷凝换热的主要热阻。随着换热冷凝的继续进行，液膜热阻增加，换热效果降低。同时水蒸气的凝结会导致管内气体流速下降，进而换热系数跟着减少。另一个问题就是冷却凝结过程中出现的气液两相流型对流动阻力和系统运行的稳定性都会造成不利影响。
发明内容
本发明为了解决以上问题提供了一种结构简单、提高换热效率、降低生产成本、运行稳定的风冷换热装置。
本发明的技术方案是：该装置包括一级换热套管、二级换热套管，所述的一级换热套管和二级换热套管分别由内管和内管外套置的外管构成，所述的一级换热套管和二级换热套管的内、外管互相置换连接，所述的一级换热套管上设有高温气体进口和冷却介质出口；所述的二级换热套管上设有冷却介质进口和气体出口。
所述的一级换热套管包括内管一和外管一，所述的二级换热套管包括内管二和外管二；所述的内管二与外管一焊接固定密封，所述的内管一与外管二焊接固定密封；所述的内管一和内管二外侧固定连接多个散热片。
所述的内管二与外管一焊接固定密封，该连接处为二级冷却介质进口，所述二级冷却介质进口处的内管一外侧固定连接有散热片；所述的内管一与外管二焊接固定密封，该连接处为二级进气口，所述二级进气口处的内管二外侧固定连接有散热片。
所述的内管一进口为高温气体进口，所述的外管一出口为冷却介质出口，所述的内管二进口为冷却介质进口，所述的外管二出口为气体出口；所述的冷却介质出口处的内管一外侧固定连接多个散热片，所述的气体出口处的内管二外侧固定连接多个散热片。
本发明采用双管互补置换换热凝结技术，一级换热套管与二级换热套管的内、外管相互置换，一级冷却时，热混合气从内管一流进，与充满外管一已经热交换过一次的冷却介质进行热交换冷却，然后进入二级冷却换热，热混合气则进入充满带有散热片的外管二，冷却介质则从内管二通过与热混合气热交换。
本发明的分级冷却和二级冷却结构设计使水蒸气凝结成的液膜快速的形成珠状进而形成膜珠共存的流状，提高了凝结换热系数，有效的减小了液膜热阻，最大程度的消除气液两相流。外管一与外管二外侧的空气也同时与热混合气进行热交换，提高了散热片的利用效率。二级换热冷却结束之后，利用压力和重力通过汽水分离器实现气液分离。本发明通过上述技术改善了换热装置的一些现状，节约了水资源，降低了运行成本；节省了材料，降低制作成本，适用于湿蒸汽和不溶于水的混合热气体的冷却以及水蒸气的冷却凝结和一些干燥装置。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中1是高温气体进口，2是冷却介质出口，3是冷却介质进口，4是气体出口，5是内管一，6是外管一，7是二级冷却介质进口，8是二级进气口，9是内管二，10是外管二，11是散热片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的解释。
一种风冷换热装置，该装置包括一级换热套管、二级换热套管，所述的一级换热套管和二级换热套管分别由内管和内管外套置的外管构成，所述的一级换热套管和二级换热套管的内、外管互相置换连接，所述的一级换热套管上设有高温气体进口1和冷却介质出口2；所述的二级换热套管上设有冷却介质进口3和气体出口4；所述的一级换热套管包括内管一5和外管一6，所述的二级换热套管包括内管二9和外管二10；所述的内管二9与外管一6焊接固定密封，所述的内管一5与外管二10焊接固定密封；所述的内管一5和内管二9外侧固定连接多个散热片11；所述的内管二9与外管一6焊接固定密封，该连接处为二级冷却介质进口7，所述二级冷却介质进口7处的内管一5外侧固定连接有散热片11；所述的内管一5与外管二10焊接固定密封，该连接处为二级进气口8，所述二级进气口8处的内管二9外侧固定连接有散热片11；所述的内管一5进口为高温气体进口1，所述的外管一6出口为冷却介质出口2，所述的内管二9进口为冷却介质进口3，所述的外管二10出口为气体出口4；所述的冷却介质出口2处的内管一5外侧固定连接多个散热片11，所述的气体出口4处的内管二9外侧固定连接多个散热片11。
热混合气经内管一5通过散热片11与内管一5外壁的冷却介质进行热交换，交换结束后由二级进气口8进入内管二9外侧与从冷却介质进口3进来的冷却介质再次进行热交换，最后经气体出口4气水分离；同样，冷却介质进口3经内管二9与在内管二9外壁的一次冷却后的热混合气热交换，之后由二级冷却介质进口7进入外管一6内侧与由高温气体进口1进入的热混合气热交换，最后经冷却介质出口2排出，内管一5与外管二10以及内管二9与外管一6均采用焊接密封。整个换热冷却装置采用双管互补置换换热凝结技术，充分对流，提高凝结换热系数，有效的减小液膜热阻，最大程度的消除气液两相流。
本发明提供了一种风冷换热装置的思路及实施方法，具体应用途径很多本发明的保护范围不局限于此，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进和任何基于本发明技术方案上的等效变换均属于本本发明有效保护范围之内。
Claims (4)
1.一种风冷换热装置，其特征在于：该装置包括一级换热套管、二级换热套管，所述的一级换热套管和二级换热套管分别由内管和内管外套置的外管构成，所述的一级换热套管和二级换热套管的内、外管互相置换连接，所述的一级换热套管上设有高温气体进口和冷却介质出口；所述的二级换热套管上设有冷却介质进口和气体出口。
2.根据权利要求1所述的一种风冷换热装置，其特征在于：所述的一级换热套管包括内管一和外管一，所述的二级换热套管包括内管二和外管二；所述的内管二与外管一焊接固定密封，所述的内管一与外管二焊接固定密封；所述的内管一和内管二外侧固定连接多个散热片。
3.根据权利要求2所述的一种风冷换热装置，其特征在于：所述的内管二与外管一焊接固定密封，该连接处为二级冷却介质进口，所述二级冷却介质进口处的内管一外侧固定连接有散热片；所述的内管一与外管二焊接固定密封，该连接处为二级进气口，所述二级进气口处的内管二外侧固定连接有散热片。
4.根据权利要求1或2所述的一种风冷换热装置，其特征在于：所述的内管一进口为高温气体进口，所述的外管一出口为冷却介质出口，所述的内管二进口为冷却介质进口，所述的外管二出口为气体出口；所述的冷却介质出口处的内管一外侧固定连接多个散热片，所述的气体出口处的内管二外侧固定连接多个散热片。
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| CN102767978A true CN102767978A (zh) | 2012-11-07 |
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ID=47095470
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Country Status (1)
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN107840353A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-03-27 | 江苏中立环保科技有限公司 | 尿素水解反应器 |
| CN111306966A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-06-19 | 西南交通大学 | 基于圆环形微通道的水冷风冷双冷换热器及方法 |
| CN117553590A (zh) * | 2023-11-15 | 2024-02-13 | 常熟市飞奥压力容器制造有限公司 | 一种双管式水冷冷凝器 |
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| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20121107 |