CN102914176A - 采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置，包括：由上至下依次布置的风机、收水器、喷淋管路、进风格栅、喷淋泵以及水箱，喷淋泵的一端与水箱和喷淋管路相连接，冷却装置的塔体下部至少相对的两侧均设有该进风格栅，还包括单排翅片管管组，单排翅片管管组包括相互连接的第一排翅片管和第二排翅片管，第一排翅片管和第二排翅片管形成人字形，第一排翅片管和第二排翅片管的连接处设有高温蒸汽入口，第一排翅片管和第二排翅片管的底端分别设有冷凝液体出口。当在管组上端设置有抽真空口时，本发明可作为电站汽轮机乏汽凝汽器，当省略掉抽真空口时，本发明可作为表面蒸发冷凝器。能够实现节水并降低成本，缩短安装周期，寿命长。

Description

采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置

技术领域

本发明涉及冷却技术，特别涉及一种采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置。

背景技术

蒸发式冷凝器集水冷冷凝器，冷却塔，水泵，集水池于一体，具有消耗水量少，占地空间响度较小等优点，广泛应用于制冷、空调、化工等领域。

现有蒸发式冷凝器包括喷淋水装置，冷凝盘管和PVC填料构成的热交换层及冷却风机等；冷凝盘管组入口接高温蒸汽或高温气态冷凝剂，经过喷淋到冷凝盘管表面的冷却水和外部的空气进行逆流热交换，由气态逐渐冷凝为液态；喷淋水通过喷淋管路均匀的覆盖在冷凝盘管的表面，在顶部风机的超强风力作用下，与进入塔体的空气进行强制换热，在此过程中喷淋水蒸发，由蒸发潜热带走大量热量，热空气中的漂浮的小水滴被收水器收集减少水分的飘散。喷淋水经过换热盘管后，温度升高，经过PVC填料的热交换层，与空气进行换热，温度降低，进入集水槽中，再通过喷淋管路进行循环使用。蒸发掉的水由水位调节器控制补充。

由上可知，冷凝管的正常工作需要不间断喷淋水的保证，采用盘管的形式对于冬天不容易均匀分布制冷量，容易使盘管结冰甚至冻裂。

有鉴于此，为解决上述技术中的不足，本发明人基于相关领域的研发，并经过不断测试及改良，进而有本发明的产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置，包括：由上至下依次布置的风机、收水器、喷淋管路、进风格栅、喷淋泵以及水箱，所述喷淋泵的一端与水箱相连通，喷淋泵的另一端与喷淋管路相连接，所述冷却装置的塔体下部至少相对的两侧均设有该进风格栅，还包括单排翅片管管组，所述的单排翅片管管组包括相互连接的第一排翅片管和第二排翅片管，所述的第一排翅片管和第二排翅片管形成人字形，第一排翅片管和第二排翅片管的连接处设有高温蒸汽入口，第一排翅片管和第二排翅片管的底端分别设有冷凝液体出口，两个所述的冷凝液体出口相连通。

所述的采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置，其中，第二排翅片管的上部还设有抽真空口，该抽真空口低于高温蒸汽入口且该抽真空口与抽真空装置相连接。

所述的采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置，其中，所述的抽真空口设于第二排翅片管的上部中段。

所述的采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置，其中，所述单排翅片管管组的单排管是采用热浸镀锌工艺制成的扁钢管，所述单排管外竖直地设置有翅片。

所述的采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置，其中，翅片间隙在4~12mm之间，翅高在15~25mm之间。

所述的采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置，其中，该进风格栅的上缘低于单排翅片管管组的下缘，进风格栅的下缘高于水箱的上缘。

本发明还提供一种采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置，包括：由上至下依次布置的风机、收水器、喷淋管路、进风格栅、喷淋泵以及水箱，所述喷淋泵的一端与水箱相连通，喷淋泵的另一端与喷淋管路相连接，所述冷却装置的塔体下部至少相对的两侧均设有该进风格栅，还包括单排翅片管管组，所述的单排翅片管管组包括首尾依次连接的第一排翅片管、第二排翅片管、第三排翅片管和第四排翅片管，所述的第一排翅片管、第二排翅片管、第三排翅片管和第四排翅片管形成W形，第二排翅片管和第三排翅片管的连接处设有高温蒸汽入口，第一排翅片管和第二排翅片管的连接处设有冷凝液体出口，第三排翅片管和第四排翅片管的连接处也设有冷凝液体出口，所述的第一排翅片管和第四排翅片管的上端分别设有抽真空口，该抽真空口与抽真空装置相连接。

所述的采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置，其中，所述单排翅片管管组的单排管是采用热浸镀锌工艺制成的扁钢管，所述单排管外竖直地设置有翅片。

所述的采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置，其中，翅片间隙在4~12mm之间，翅高在15~25mm之间。

所述的采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置，其中，该进风格栅的上缘低于单排翅片管管组的下缘，进风格栅的下缘高于水箱的上缘。本发明的有益效果是：当在管组上端设置有抽真空口时，本发明可作为电站汽轮机乏汽凝汽器，当省略掉抽真空口时，本发明可作为表面蒸发冷凝器。管组安装完成后，翅片间隙为竖直方向，可实现喷淋水强化冷却，使空冷与水冷进行结合，能够实现节水，比普通要求全年喷水的蒸发式冷凝器节省喷淋水约40%。单排翅片管采用扁钢管焊接钢翅片结合镀锌工艺，降低了制作成本和制作难度，翅片在淋水的工况下可以起到填料的作用，降低了成本，缩短了安装周期，寿命长。

附图说明

图1为本发明管组采用W形布置的结构示意图；

图2为单排翅片管管组采用W形布置的示意图；

图3为单排翅片管管组采用人字形布置的示意图。

附图标记说明：1-风机；2-收水器；3-喷淋管路；4-单排翅片管管组；41a、41a’-第一排翅片管；41b、41b’-第二排翅片管；41c-第三排翅片管；41d-第四排翅片管；42-高温蒸汽入口；43-冷凝液体出口；44-抽真空口；5-水箱；6-喷淋泵；7-进风格栅。

具体实施方式

有关本发明为达到上述的使用目的与功效及所采用的技术手段，现举出较佳可行的实施例，并配合附图所示，详述如下：

首先如图1所示，其为管组采用W形布置的结构示意图。本发明的采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置，包括：由上至下依次布置的风机1、收水器2、喷淋管路3、单排翅片管管组4以及水箱5等构件。还包括有喷淋泵6，所述喷淋泵6的一端与水箱5相连通，另一端与喷淋管路3相连接，喷淋泵6将水箱5内的水向喷淋管路3的喷嘴提供并由喷嘴喷向所述的单排翅片管管组4。表面蒸发式冷却装置的塔体的下部相对的两侧（或四个方向）均设有进风格栅7，进风格栅7的上缘低于单排翅片管管组4的下缘，进风格栅7的下缘高于水箱5的上缘。

再特别如图2所示，为单排翅片管管组采用W形布置的示意图。在优选实施例中，所述的单排翅片管管组4由四排翅片管（41a、41b、41c、41d）首尾依次连接而成，四排翅片管（41a、41b、41c、41d）拼接成W形。具体而言，第一排翅片管41a、第二排翅片管41b、第三排翅片管41c和第四排翅片管41d首尾依次连接，形成W形。

第二排翅片管41b和第三排翅片管41c的连接处设有高温蒸汽入口42，第一排翅片管41a和第二排翅片管41b的连接处设有冷凝液体出口43，第三排翅片管41c和第四排翅片管41d的连接处也设有冷凝液体出口43。更加优选的是，第一排翅片管41a和第四排翅片管41d的上端分别设有抽真空口44，该抽真空口44与抽真空装置（图中未示）相连接，此时本发明适用于作为电站汽轮机乏汽凝汽器。

工作时，高温蒸汽由W形的单排翅片管管组4上部的高温蒸汽入口42进入管组4，首先与外部喷淋水成顺流形式，在流动的过程中进行冷凝，冷凝的液体顺着扁钢管的内部流下并汇集，由单排翅片管管组4下部的冷凝液体出口42流出塔体；而未冷凝的气体，进入单排翅片管管组4两边的第一排翅片管41a和第四排翅片管41d，此时与外部的喷淋水为逆流形式，在上升的过程中冷凝的液体顺管壁流下并经冷凝液体出口43流出，经过逆流换热剩下的未冷凝的气体及不凝气体由抽真空口44抽出塔外。

单排管采用扁钢管制成，单排管外的翅片采取竖直安装方式，即管组安装完成后，翅片间隙为竖直方向，便于喷淋水的淋下及在淋下的过程中均匀分布在翅片管上。其中，翅片间隙在4~12mm之间，翅高在15~25mm之间。由于本发明基于节水的理念设计，翅片在淋水的工况下可以起到填料的作用，因此本发明中无PVC填料的设置，降低了成本，缩短了安装周期。由于翅片的采用，可以在天气冷的时候只靠空气冷却即可实现预期的冷凝工作，所以可以比普通要求全年喷水的蒸发式冷却装置节省喷淋水约40%。

单排管采用热浸镀锌工艺，具有很好的防腐性能，在锌层出现破坏后，锌层又具有阳极保护的作用，直至锌层的完全消失。

再如图3所示，为单排翅片管管组采用人字形布置的示意图。单排翅片管采用“人”字形安装，具体而言，所述的单排翅片管管组由第一排翅片管41a’和第二排翅片管41b’连接而成，第一排翅片管41a’和第二排翅片管41b’拼接成人字形。

第一排翅片管41a’和第二排翅片管41b’的连接处设有高温蒸汽入口42’，第二排翅片管41b’的上部设有抽真空口44’，该抽真空口44’低于高温蒸汽入口42’且该抽真空口44’与抽真空装置（图中未示）相连接。第一排翅片管41a’和第二排翅片管41b’的底端分别设有冷凝液体出口43’，两个所述的冷凝液体出口43’相连通。此时本发明也适用于作为电站汽轮机乏汽凝汽器。

优选的是，所述的抽真空口44’设于第二排翅片管41b’的上部中段。此时的管组分有顺流段和逆流段。在本实施例中，由于抽真空口44’只设于第二排翅片管41b’的上部中段，因此，逆流段位于第二排翅片管41b’的中段，即安装有抽真空口44’的位置所对应的翅片管段而顺流段则位于第一排翅片管41a’的一侧，以及第二排翅片管41b’的前段和后段（请见图3中的箭头方向）。工作时，高温介质由“人”字管组顶端的高温蒸汽入口42’进入管组，通过顺流段（第一排翅片管41a’的一侧以及第二排翅片管41b’的前段和后段）进行冷凝后，冷凝液体顺着管壁流下，在顺流段（第一排翅片管41a’的一侧以及第二排翅片管41b’的前段和后段）下部较粗的钢管中汇集并由冷凝液体出口43’排出，较粗的钢管上部由未凝气态介质或不凝气体充满，即此较粗的钢管起到气液分离得作用。未凝气态介质或不凝气体（特别是第一排翅片管41a’的一侧的未凝气态介质或不凝气体通过相连通的两个冷凝液体出口43’）汇集后进入逆流段（第二排翅片管41b’中段），经过进一步冷凝后，液体顺着管壁回流最终排出，残余的气态物质由抽真空口被抽出塔体。

再一优选的是，第一排翅片管41a’和第二排翅片管41b’的上部中段均可设有抽真空口44’。

当作为表面蒸发冷凝器时，管组采用人字形等倾斜布置，其上没有逆流段，即不需安装抽真空口，使得管组内气态与液态介质同向流动。高温气态介质从倾斜的管组上端的高温蒸汽入口进入管组，经过管组的不断冷却后，由管组下部的冷凝液体出口排出设备外。

在本实施例中，单排管外的翅片也采取竖直安装方式，即管组安装完成后，翅片的方向为竖直方向，便于喷淋水的淋下以及在淋下的过程中均匀分布在翅片管上。其中，翅片间隙在4~12mm之间，翅高在15~25mm之间。由于本发明基于节水的理念设计，翅片在淋水的情况下可以起到填料的作用，因此本发明中无PVC填料的设置，降低了成本，缩短了安装周期。由于翅片的采用，可以在天气冷的时候只靠空气冷却即可实现预期的冷凝工作，所以可以比普通蒸发式冷却装置节省喷淋水约40%。单排管采用热浸镀锌工艺，具有很好的防腐性能，在锌层出现破坏后，锌层又具有阳极保护的作用，直至锌层的完全消失。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置，包括：由上至下依次布置的风机、收水器、喷淋管路、进风格栅、喷淋泵以及水箱，所述喷淋泵的一端与水箱相连通，喷淋泵的另一端与喷淋管路相连接，所述冷却装置的塔体下部至少相对的两侧均设有该进风格栅；其特征在于：还包括单排翅片管管组，所述的单排翅片管管组包括相互连接的第一排翅片管和第二排翅片管，所述的第一排翅片管和第二排翅片管形成人字形，第一排翅片管和第二排翅片管的连接处设有高温蒸汽入口，第一排翅片管和第二排翅片管的底端分别设有冷凝液体出口，两个所述的冷凝液体出口相连通。

2.根据权利要求1所述的采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置，其特征在于：第二排翅片管的上部还设有抽真空口，该抽真空口低于高温蒸汽入口且该抽真空口与抽真空装置相连接。

3.根据权利要求2所述的采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置，其特征在于：所述的抽真空口设于第二排翅片管的上部中段。

4.根据权利要求1所述的采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置，其特征在于：所述单排翅片管管组的单排管是采用热浸镀锌工艺制成的扁钢管，所述单排管外竖直地设置有翅片。

5.根据权利要求4所述的采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置，其特征在于：翅片间隙在4~12mm之间，翅高在15~25mm之间。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置，其特征在于：该进风格栅的上缘低于单排翅片管管组的下缘，进风格栅的下缘高于水箱的上缘。

7.一种采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置，包括：由上至下依次布置的风机、收水器、喷淋管路、进风格栅、喷淋泵以及水箱，所述喷淋泵的一端与水箱相连通，喷淋泵的另一端与喷淋管路相连接，所述冷却装置的塔体下部至少相对的两侧均设有该进风格栅；其特征在于：还包括单排翅片管管组，所述的单排翅片管管组包括首尾依次连接的第一排翅片管、第二排翅片管、第三排翅片管和第四排翅片管，所述的第一排翅片管、第二排翅片管、第三排翅片管和第四排翅片管形成W形，第二排翅片管和第三排翅片管的连接处设有高温蒸汽入口，第一排翅片管和第二排翅片管的连接处设有冷凝液体出口，第三排翅片管和第四排翅片管的连接处也设有冷凝液体出口，所述的第一排翅片管和第四排翅片管的上端分别设有抽真空口，该抽真空口与抽真空装置相连接。

8.根据权利要求7所述的采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置，其特征在于：所述单排翅片管管组的单排管是采用热浸镀锌工艺制成的扁钢管，所述单排管外竖直地设置有翅片。

9.根据权利要求8所述的采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置，其特征在于：翅片间隙在4~12mm之间，翅高在15~25mm之间。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的采用单排翅片管的表面蒸发式冷却装置，其特征在于：该进风格栅的上缘低于单排翅片管管组的下缘，进风格栅的下缘高于水箱的上缘。

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