CN103134368A

CN103134368A - 翅片管、换热器及换热器制造方法

Info

Publication number: CN103134368A
Application number: CN2012104567356A
Authority: CN
Inventors: 栾艺铭; 彭继业; 艾西平; 董兆一; 江洪涛; 王焕忠; 郑春兰
Original assignee: Beijing Longyuan Cooling Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Longyuan Cooling Technology Co Ltd
Priority date: 2012-11-14
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2013-06-05

Abstract

本发明涉及一种翅片管、用该翅片管组装的换热器以及该换热器的制造方法，尤其涉及一种利用基管和翅片组实现高散热效率的翅片管、换热器以及换热器制造方法；该翅片管包括基管和沿基管长度方向设置的翅片组；所述翅片组设置在所述基管一侧或两侧。本发明采用翅片的设计，所述翅片形状由现有的开椭圆孔的矩形改进为设有通气槽的翅片，可在不增加迎风面积的情况下有效增大了翅片管整体的换热面积；提高了工作效率。

Description

翅片管、换热器及换热器制造方法

技术领域

本发明涉及一种翅片管、用该翅片管组装的换热器以及该换热器的制造方法，尤其涉及一种利用基管和翅片组实现高散热效率的翅片管、换热器以及换热器制造方法。

背景技术

目前火力发电厂表凝式间接空冷系统所采用的空气－水换热器，其基本应用技术方案为：

在吸收了汽轮机排汽凝结放热后，循环冷却水进入整体尺寸庞大的多组表面式水－空气换热器中，这种换热器利用环境空气通风穿过换热器散热片间隙，带走循环冷却水的热量，使之降温到可以继续吸收汽轮机排汽凝结放热的程度。在循环冷却过程中，空气－水换热器是关键设备，其高效的散热效率和良好的空间布置形式是降低制造成本，提高机组出力水平的关键，也是优化产品的方向和目标。

目前的间冷翅片管式换热器，按材质划分为两种类型。一种采用钢质基管，嵌套钢质翅片，组成翅片管。现有钢管钢翅片换热器，由于其基管采用钢管，因此基管强度高，能够实现10m以上的单根翅片管换热器。但钢管钢翅片换热器裸露在室外容易腐蚀，因此生产加工过程中要采用热浸镀锌工艺，其生产过程不利于环保要求，同时其生产成本也高昂。此外，相对来说，钢翅片的散热效率不如铝翅片高，这在一定程度上影响了换热器的散热效率。

另一种采用铝质基管，整个铝翅片板胀接到铝管上，组成翅片管束。两种换热器都能够实现空气－水换热，但综合考虑制造成本、室外安装运行强度、换热效率等方面时都有一定的缺陷。现有铝管铝翅片散热器，具有较好的抗腐蚀能力和良好的散热性能。但由于其基管为铝管，强度较低，因此不能实现大尺寸的整体单管换热器，必须采用拼接的方式使换热器长度达到10m以上；此外，由于换热器纯铝制造，成本非常高。

上述两种现有换热器的翅片管均需要将单个翅片一片片逐一嵌套穿装在基管上，然后在基管两端封口焊接，之后再进行热镀锌防腐，最后再将各翅片管一根根的按图纸装配成翅片管组。这一方面增加了现场组装的工作量，另一方面使得总体换热器的严密性降低，容易在拼接部位出现漏水、冻结等运行故障。从这点看出上述两种换热器的翅片管加工比较费时费力，装配比较复杂，成本消耗比较严重。针对以上不足，本发明急需提供一种新的翅片管、换热器及换热器制造方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种翅片管、用该翅片管组装的换热器以及该换热器的制造方法，该翅片管利用基管和翅片组以增加空气－水换热面积，以此实现高散热效率的目的。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种翅片管，该翅片管包括基管和沿基管长度方向设置的翅片组；所述翅片组设置在所述基管一侧或两侧。

所述翅片组包括多个首尾相接连续排列的翅片。

所述翅片内沿其长度方向设有通气槽。

所述基管外形呈扁管设置。

所述基管上设有防腐散热层。

一种换热器，该换热器设有一个冷却装置，该冷却装置包括上述中任意一个所述的翅片管。

所述换热器包括安装架，在该安装架内设有冷却装置，在该安装架一端设有回流管箱，在该安装架另一端设有与所述冷却装置相连的进水管箱和出水管箱。

所述冷却装置包括至少两个并列设置的翅片管组，该翅片管组由多个所述翅片管层叠而成。

一种上述中任意一个所述换热器的制造方法，该制造方法包括如下步骤：

S1、翅片机根据预设的翅片组设计图将翅片板材加工成型翅片组的步骤；所述翅片板材为铝合金板材

S2、用夹具将翅片组与基管固定的步骤；

S3、钎焊炉将多个翅片组和基管焊接成翅片管组的步骤；

S4、将翅片管组组装成换热器的步骤。

在所述步骤S2之前还包括清洗机对翅片组和基管进行清洗的步骤。

本发明与现有技术相比具有以下的优点：

1、本发明采用翅片的设计，所述翅片形状由现有的开椭圆孔的矩形改进为设有通气槽的翅片，可在不增加迎风面积的情况下有效增大了翅片管整体的换热面积；提高了工作效率。

2、本发明采用所述翅片组与基管一侧或两侧采用钎焊方式成形，而非现有通用的嵌套穿片方式，保证两种材质结合紧凑不留空气层，减小热阻提高换热效率；提高了装配精度和装配效率，也提高了管束自身强度，简化了支撑结构，翅片管本身无须再镀锌防腐；改善了施工环境，减小了污染。

3、本发明基管采用扁管的设计，该基管安装面大，有利于翅片组的安装，可保证基管与翅片组充分接触，使基管内循环水通过翅片组充分散热，提高了换热性能，且该基管上设有防腐散热层有利于提高钎焊质量、防冻性能和防腐性能，从而提高了产品质量。

4、本发明中采用钢敷铝复合板材制成基管的设计；即解决了现有钢制基管容易腐蚀，加工工艺污染严重的问题，又解决了铝制基管生产成本高，且强度差，不能适应大尺寸换热器生产要求的问题；节省了成本，提高了质量，为生产大尺寸换热器提供了保障。

5、本发明中翅片组采用设有钎焊复合层的铝合金制成，即可通过铝合金提高翅片组整体机械强度，又可利用钎焊复合层为翅片组与基管钎焊过程提供所需的钎料。

6、本发明中所述换热器通过空气横掠穿过翅片上的通气槽实现对基管内高温水散热降温的作用,使水与空气的换热过程更加充分，以达到逆流换热的效果，提高了热转换率，提高了产品质量。

附图说明

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明中翅片管的结构示意图（立体图）；

图2是本发明中翅片管的结构示意图（图1中A的局部放大图）；

图3是本发明中翅片的结构示意图（立体图）；

图4是本发明中换热器的结构示意图（立视图）；

图5是本发明中翅片管组的结构示意图（立体图）；

图6是本发明中换热器制造方法的步骤框图。

具体实施方式

参见图1、图2、图3所示，本实施例中的翅片管，该翅片管包括可用于循环水的基管1和沿基管长度方向设置的用于基管内水与管外空气热交换的翅片组2；所述翅片组设置在所述基管一侧或两侧。本实施例中所述基管上下两侧均设有翅片组，所述翅片组包括多个首尾相接连续排列的翅片3；所述翅片内沿其长度方向开设有通气槽4，本实施例中所述通气槽呈U形槽设置，也可根据实际工作需要将通气槽设置成V形槽、W形槽等；本实施例中多个带有U形通气槽的翅片顺序排列组成翅片组，该翅片组两端整体呈蛇形；所述各翅片长度方向与所述基管长度方向垂直设置；本实施例中所述翅片的厚度在0.2-0.35mm之间；优选为0.25mm；本实施例中所述基管壁厚在0.5-3mm之间；优选为1.5mm。本实施例中所述翅片形状由现有的开椭圆孔的矩形改进为设有通气槽的翅片，可在不增加迎风面积的情况下有效增大了翅片管整体的换热面积。

本实施例中所述翅片组与基管一侧或两侧采用钎焊方式成形，而非现有通用的嵌套穿片方式，保证两种材质结合紧凑不留空气层，减小热阻提高换热效率；提高了装配精度和装配效率，也提高了管束自身强度，简化了支撑结构，翅片管本身无须再镀锌防腐；改善了施工环境，减小了污染。

本实施例中所述基管外形呈扁管设置；该扁管可选择断面为长圆形扁管或者矩形扁管，本实施例中选用的扁管是有利于提高钎焊质量、防冻性能和换热性能的长圆形扁管。

本实施例中所述基管外设有防腐散热层（图中未显示）。所述防腐散热层厚度大于等于50μm；本实施例中所述防腐散热层为铝层；本实施例中所述基管采用钢敷铝复合板材卷制而成。本实施例中采用钢敷铝复合板材制成基管的设计；即解决了现有钢制基管容易腐蚀，加工工艺污染严重的问题，又解决了铝制基管生产成本高，且强度差，不能适应大尺寸换热器生产要求的问题；节省了成本，提高了质量，为生产大尺寸换热器提供了保障。

本实施例中所述翅片组采用铝合金板材整体一次成型制成；该翅片组两表面均整体覆盖有可用于钎焊的钎料复合层（图中未显示）；该翅片组采用设有钎焊复合层的铝合金制成，即可通过铝合金提高翅片组整体机械强度，又可利用钎焊复合层为翅片组与基管钎焊过程提供所需的钎料。

参见图4、图5所示，本实施例中的一种换热器，该换热器设有一个冷却装置101，该冷却装置包括上述中任意一个所述的翅片管102；所述换热器还包括安装架103，在该安装架内设有冷却装置，在该安装架一端设有回流管箱104，在该安装架另一端设有与所述冷却装置相连的进水管箱105和出水管箱（图中未显示）；该安装架还包括用于加强换热器整体刚性的安装顶板106和安装底板107。本实施例中所述换热器通过空气横掠穿过翅片上的通气槽实现对基管内高温水散热降温的作用,使水与空气的换热过程更加充分，以达到逆流换热的效果。

本实施例中所述冷却装置包括至少两个并列设置的翅片管组108，该翅片管组由多个所述翅片管层叠钎焊而成。所述各翅片管组通过基管与所述安装架两端封闭穿装。本实施例中所述翅片管组其长度范围在0.6-15m之间选取，截面宽度范围在320～2300mm之间选取。所述冷却装置的两个翅片管组采用两排管叉排形式布置，内部为双流程方式；本实施例中所述翅片管组是多基管多翅片组按图纸要求和钎焊炉的加工要求进行多组整体钎焊和整体定位夹具装配，提高了装配精度和装配效率，也提高了管束自身强度简化了支撑结构，各翅片管本身无须再镀锌防腐。

本实施例中所述进水管箱与所述冷却装置中的一个翅片管组对应设置；所述出水管箱与所述冷却装置的另一个翅片管组对应设置。在所述进水管箱上设有进水口109，在所述出水管箱上设有出水口110，所述出水口位置高于进水口位置；所述冷却装置中一个翅片管组上的多个基管111，其一端均与所述进水管箱连通，其另一端均与所述回流管箱连通；所述冷却装置中另一个翅片管组上的多个基管，其一端均与所述回流管箱连通，其另一端均与所述出水管箱连通；所述两翅片管组上的多个基管通过所述回流管箱连通。本实施例采用所述出水口位置高于进水口位置的设计，可通过水泵将进水口流入换热器的水经冷却装置冷却后从出水口抽出，使得水经冷却装置冷却的时间更长，过程更加充分，充分实现水热逆交换过程。

参见图6所示，本发明中上述任意一个换热器的制造方法，该方法包括以下步骤：

本实施例中在基管焊接处补充防腐散热层；所述防腐散热层为铝层。将基管板材卷焊成基管；所述基管板材为钢敷铝复合板材。在原材料准备阶段，基管焊缝处要采用喷涂或者其他手段补充铝，保证铝层完全包覆基管外表面。翅片板材要选择带钎料复合层的铝合金板，铝合金目的是提高翅片的机械强度，钎料复合层提供钎焊过程所需的钎料，该钎料成分要根据钎焊过程工艺特点确定。所述钎料复合层可单面复合在铝合金板，也可以双面复合在铝合金板上，复合层总厚度不小于铝合金板厚度的10％。

翅片机根据预设的翅片组设计图将翅片板材加工成型翅片组；所述翅片板材为铝合金板材。本实施例中采用带有钎料复合层的铝合金材料由翅片专机加工成翅片组，其中减去了现有翅片管制造工艺中开孔、卷边和设置定爪等加工工序，为厂内装配减少工作量。

本实施例中清洗机对翅片组和基管进行清洗；基管进入清洗作业，将基管表面的油污和杂志清洗干净，以保证接下来钎剂液的附着以及钎焊过程中钎料的流动。本实施例中所使用的清洗液呈碱性（PH>7），并按工艺标准保持的规定温度，在清洗机内完成。

用夹具将翅片组与基管固定；经钎剂液浸泡的翅片组和基管利用炉前专用夹具工装进行支撑定位；炉前夹具工装要保证翅片组和基管的固定，保证翅片组、基管之间的相对位置和角度；并防止翅片管在高温下发生变形。

钎焊炉采用可控气氛式钎焊工艺通过连续钎焊作业将多个翅片组和基管对应焊接成翅片管组；所述钎焊炉的工艺参数要与翅片管的总量生产过程相匹配，要严格按钎焊工艺标准进行；本实施例中所述翅片管组整体一次成型，为厂内装配减少工作量。

将翅片管组与换热器中的安装架、回流管箱、进水管箱和出水管箱整体组装成换热器。

Claims

1.一种翅片管，其特征在于：该翅片管包括基管和沿基管长度方向设置的翅片组；所述翅片组设置在所述基管一侧或两侧。

2.如权利要求1所述的翅片管，其特征在于：所述翅片组包括多个首尾相接连续排列的翅片。

3.如权利要求2所述的翅片管，其特征在于：所述翅片内沿其长度方向设有通气槽。

4.如权利要求3所述的翅片管，其特征在于：所述基管外形呈扁管设置。

5.如权利要求4所述的翅片管，其特征在于：所述基管上设有防腐散热层。

6.一种换热器，其特征在于：该换热器设有一个冷却装置，该冷却装置包括权利要求1-6中任意一个所述的翅片管。

7.如权利要求6所述的换热器，其特征在于：所述换热器包括安装架，在该安装架内设有冷却装置，在该安装架一端设有回流管箱，在该安装架另一端设有与所述冷却装置相连的进水管箱和出水管箱。

8.如权利要求7所述的换热器，其特征在于：所述冷却装置包括至少两个并列设置的翅片管组，该翅片管组由多个所述翅片管层叠而成。

9.一种如权利要求6-8中任意一个所述换热器的制造方法，其特征在于：该制造方法包括如下步骤：

S1、翅片机根据预设的翅片组设计图将翅片板材加工成型翅片组的步骤；

S2、用夹具将翅片组与基管固定的步骤；

S3、钎焊炉将多个翅片组和基管焊接成翅片管组的步骤；

S4、将翅片管组组装成换热器的步骤。

10.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于：在所述步骤S2之前还包括清洗机对翅片组和基管进行清洗的步骤。