CN104406422B - 套管式复合冷凝冷却设备 - Google Patents

Abstract

一种套管式复合冷凝冷却设备主要由冷却塔本体、风机、冷凝冷却管束、上填料层、上集水槽、下填料层、下集水槽、泵组成，将两种套管式冷凝冷却管束和三种冷源复合起来，大大提高了冷却冷凝速度，节水消雾效果非常显著。

Description

套管式复合冷凝冷却设备

技术领域

本发明涉及蒸汽冷凝设备，也涉及工业冷却设备。

背景技术

现有技术中列管式冷凝器的冷源为单一的冷却水，且换热管为单层管结构，冷凝速度慢，效率低，消雾收水效果差。

发明内容

本发明的目的是提供一种套管式复合冷凝冷却设备，以解决现有技术存在的问题。

本发明主要由冷却塔本体、风机、冷凝冷却管束、上填料层、上集水槽、下填料层、下集水槽、泵组成，解决其技术问题所采用的技术方案是将两种套管式冷凝冷却管束和三种冷源复合起来；其中光管套管管束对称设置于冷却塔本体的上部，光管套管为双层结构，内外两层均为光管，内外管之间的环隙设置若干组支撑板，内光管、外光管和支撑板组成光管套管组件，若干光管套管组件组成光管套管管束，光管套管组件的内光管两端分别设置冷却水管箱，冷却水管箱与内光管内孔构成冷却水通道，两个冷却水管箱上分别设置冷却水进口和冷却水出口；内光管与外光管之间的环隙空间构成热流体环隙通道，环隙通道的两端设置环隙管箱，热流体进口设置在光管套管管束环隙管箱的上部、热流体出口设置在光管套管管束环隙管箱的下部，光管套管管束的上方设置上喷淋管；光管套管管束的下方依次设置上填料层、上集水槽、下喷淋管、下填料层和下集水槽；

翅片套管管束对称设置于冷凝冷却设备本体内的中上部，翅片套管管束截面呈“V”型结构，翅片套管为双层结构，内层为光管，外层为翅片管，内外管之间的环隙设置若干组支撑板；内外管之间的环隙空间构成热流体环隙通道，热流体可为蒸汽或其它流体；翅片套管内管两端设置冷却水管箱；翅片套管环隙通道两端设置环隙管箱，环隙管箱出口一端的下方设置下光管散热器；

光管套管和翅片套管各自的内管及两端的冷却水管箱、下喷淋管、下填料层、下集水槽、内循环水泵和内循环水管道连接构成内管冷却水循环系统；经过下填料层降温的冷水落入下集水槽，再由内循环水泵送入光管套管和翅片套管的内管作为冷却水，冷却水吸收两种套管环隙通道内蒸汽或其它种类热流体的热量后，温度升高，再通往下喷淋管，淋到下填料层降温；

上喷淋管、上填料层、上集水槽、外循环泵和外循环管道构成光管套管喷淋水循环系统；经过上填料层降温的冷水落入上集水槽中，再由外循环泵送入上喷淋管，淋到光管套管管束上，吸收光管套管环隙的热量后，水温升高，再淋到上填料层降温；

风机、风筒、翅片套管管外间隙、收水器、填料层间隙、填料层侧向进风栅、光管套管管外间隙、光管管束顶部进风口共同构成空气流动输送系统；在风机引风作用下，光管套管管束顶部的空气向下流动，穿过光管套管管束，吸收喷淋水膜的显热和潜热后，进入上填料层，转弯经过收水器和翅片间隙，吸收翅片套管环隙中热流体传出的热量后进入风机，排向大气；在风机引风作用下，上下填料层侧面的空气分别进入上下填料层，吸收淋水的显热和潜热，转弯经过收水器和翅片间隙，吸收翅片套管环隙中热流体传出的热量后进入风机，排向大气；

光管套管环隙、翅片套管环隙、套管两端的环隙管箱，热流体管道、排气管道（用于蒸汽冷凝时排出不凝气）和下光管散热器构成热流体输送系统；若热流体是需冷凝的蒸汽，则外来蒸汽送入光管套管和翅片套管的进口环隙管箱，分配到各套管的环隙，吸收内管冷却水的冷量、吸收外光管外面淋水蒸发的冷量吸收翅片管外流动空气的冷量，使得蒸汽全部冷凝或部分冷凝，然后经出口环隙管箱进入下光管散热器；下光管散热器是该系统的冷凝水再冷却辅助装置，用于对冷凝水再降温。

所述下光管散热器包括主管、分流管、集流管和光管散热管束。翅片套管出口环隙管箱的冷凝液进入主管，经分流管到散热管束继续降温，再经散热管束另一端的集流管，将冷凝水收集后再循环利用。

所述风机设置在冷却塔本体的上部，每台设备设置两台风机。

所述上填料层和下填料层外侧，即在冷却塔本体的对应部位上分别设置进风栅。

所述上填料层和下填料层在冷凝冷却设备本体的内侧设置收水器。

所述支撑板每组为2-4片，纵向对称间隔设置。

所述翅片套管的内光管为圆形内光管，外层的翅片管为圆形翅片管。

所述翅片套管的内光管为椭圆形内光管，外层的翅片管为椭圆形翅片管。

本发明采用光管套管和翅片套管结构，复合了内管冷却水、外光管喷淋水蒸发和流动空气这三种冷源，从淋水填料层出来的空气带有一些小水滴，经过收水器时，绝大部分小水滴被捕获和回收。穿过收水器后的空气中含有填料层中水膜蒸发产生的水蒸汽及很少的液态小水滴；经过翅片套管管束时，空气吸收翅片套管环隙中热流体的热量，液态小水滴被蒸发成气态的水蒸汽，提高了空气的含湿量，但由于空气的比热小，所以空气干球温度升幅大，导致空气的相对湿度很小，远低于饱和湿度；因此，套管式复合冷凝冷却设备中的空气经过风机排往大气时，就完全没有雾气了。大大提高了冷却冷凝速度，节水消雾效果非常显著。

附图说明

图1为本发明结构示意图主视图；

图2为本发明结构示意图F-F向剖视图；

图3为本发明结构示意图俯视图；

图4为C-C向局部视图

图5为光管套管管束结构示意图A-A剖视图；

图6为D-D向剖视图；

图7为翅片套管管束结构示意图；

图8为实施例1E-E向剖视图；

图9为实施例2E-E向剖视图。图中：1冷却塔本体、2下光管散热器、3风机、4上喷淋管、5光管套管管束、6上填料层、7上集水槽、8下喷淋管、9进风栅、10外循环泵、11收水器、12翅片套管管束、13下填料层、14内循环水泵、15下集水槽；5-1冷却水管箱、5-2环隙通道、5-3内光管、5-4外光管、5-5环隙管箱、5-6支撑板、5-7光管套管组件、5-8冷却水进口；12-1翅片套管、12-2冷却水管箱、12-3环隙管箱、12-4支撑板、12-5翅片管、12-6环隙通道、12-7翅片套管冷却水进口、12-8翅片套管内光管；2-1主管、2-2分流管、2-3光管散热管束、2-4集流管。

具体实施方式

实施例1

如图所示：本发明所述的套管式复合冷凝冷却设备将两种套管式冷凝冷却管束和三种冷源复合起来；其中光管套管管束5对称设置于冷却塔本体1的上部，光管套管为双层结构，内外两层均为光管，内外管之间的环隙设置若干组支撑板5-6，内光管5-3、外光管5-4和支撑板5-6组成光管套管组件5-7，若干光管套管组件5-7组成光管套管管束5，光管套管组件5-7的内光管5-3两端分别设置冷却水管箱5-1，冷却水管箱5-1与内光管5-3内孔构成冷却水通道，两个冷却水管箱5-1上分别设置冷却水进口和冷却水出口；内光管5-3与外光管5-4之间的环隙空间构成热流体环隙通道5-2，环隙通道5-2的两端设置环隙管箱5-5，热流体进口设置在光管套管管束环隙管箱5-5的上部、热流体出口设置在光管套管管束5的环隙管箱的下部，光管套管管束的上方设置上喷淋管；光管套管管束的下方依次设置上填料层6、上集水槽7、下喷淋管8、下填料层13和下集水槽15；

翅片套管管束12对称设置于冷凝冷却设备本体内的中上部，翅片套管管束12截面呈“V”型结构，翅片套管为双层结构，内层为光管，外层为翅片管，内外管之间的环隙设置若干组支撑板；内外管之间的环隙空间构成热流体的环隙通道12-6，热流体可为蒸汽；翅片套管内管两端设置冷却水管箱；翅片套管环隙通道两端设置环隙管箱12-3，环隙管箱12-3出口一端的下方设置下光管散热器2；

光管套管和翅片套管各自的内管及两端的冷却水管箱5-1、12-2、下喷淋管8、下填料层13、下集水槽15、内循环水泵14和内循环水管道连接构成内管冷却水循环系统；经过下填料层13降温的冷水落入下集水槽15，再由内循环水泵14送入光管套管和翅片套管的内管作为冷却水，冷却水吸收两种套管环隙通道内蒸汽或其它种类热流体的热量后，温度升高，再通往下喷淋管8，淋到下填料层13降温；

上喷淋管4、上填料层6、上集水槽7、外循环泵10和外循环管道构成光管套管喷淋水循环系统；经过上填料层6降温的冷水落入上集水槽7中，再由外循环泵10送入上喷淋管4，淋到光管套管管束5上，吸收光管套管环隙的热量后，水温升高，再淋到上填料层6降温；

风机3、风筒、翅片套管管外间隙、收水器11、填料层间隙、填料层侧向进风栅、光管套管管外间隙、光管管束顶部进风口共同构成空气流动输送系统；在风机3引风作用下，光管套管管束5顶部的空气向下流动，穿过光管套管管束5，吸收喷淋水膜的显热和潜热后，进入上填料层6，转弯经过收水器11和翅片间隙，吸收翅片套管环隙中热流体传出的热量后进入风机3，排向大气；在风机3引风作用下，上下填料层侧面的空气分别进入上下填料层，吸收淋水的显热和潜热，转弯经过收水器11和翅片间隙，吸收翅片套管环隙中热流体传出的热量后进入风机3，排向大气；

光管套管环隙、翅片套管环隙、套管两端的环隙管箱5-5、12-3，热流体管道、排气管道（用于蒸汽冷凝时排出不凝气）和下光管散热器2构成热流体输送系统；若热流体是需冷凝的蒸汽，则外来蒸汽送入光管套管和翅片套管的进口环隙管箱5-5、12-3，分配到各套管的环隙，吸收内管冷却水的冷量、吸收外光管外面淋水蒸发的冷量吸收翅片管外流动空气的冷量，使得蒸汽全部冷凝或部分冷凝，然后经出口环隙管箱进入下光管散热器2；下光管散热器2是该系统的冷凝水再冷却辅助装置，用于对冷凝水再降温；下光管散热器2包括主管2-1、分流管2-2、集流管2-4和光管散热管束2-3。翅片套管出口环隙管箱的冷凝液进入主管2-1，经分流管2-2到光管散热管束2-3继续降温，再经光管散热管束另一端的集流管2-4，将冷凝水收集后再循环利用。风机设置在冷却塔本体的上部，每台设备设置两台风机。上填料层6和下填料层13外侧，即在冷却塔本体1的对应部位上分别设置进风栅9。上填料层6和下填料层13在冷凝冷却设备本体的内侧设置收水器11。支撑板每组为3片，纵向对称间隔设置。翅片套管的内光管为圆形内光管，外层的翅片管为圆形翅片管。

实施例2

如图所示，实施例2与实施例1的不同在于翅片套管12-1的内光管12-8为椭圆形内光管，翅片管12-5为椭圆形翅片管。其余部分相同。

Claims (7)

1.一种套管式复合冷凝冷却设备，主要由冷却塔本体、风机、冷凝冷却管束、上填料层、上集水槽、下填料层、下集水槽、泵组成，其特征在于：将两种套管式冷凝冷却管束和三种冷源复合起来；其中光管套管管束对称设置于冷却塔本体的上部，光管套管为双层结构，内外两层均为光管，内外管之间的环隙设置若干组支撑板，内光管、外光管和支撑板组成光管套管组件，若干光管套管组件组成光管套管管束，光管套管组件的内光管两端分别设置冷却水管箱，冷却水管箱与内光管内孔构成冷却水通道，两个冷却水管箱上分别设置冷却水进口和冷却水出口；内光管与外光管之间的环隙空间构成热流体环隙通道，环隙通道的两端设置环隙管箱，热流体进口设置在光管套管管束环隙管箱的上部、热流体出口设置在光管套管管束环隙管箱的下部，光管套管管束的上方设置上喷淋管；光管套管管束的下方依次设置上填料层、上集水槽、下喷淋管、下填料层和下集水槽；翅片套管管束对称设置于冷凝冷却设备本体内的中上部，翅片套管管束截面呈“V”型结构，翅片套管为双层结构，内层为光管，外层为翅片管，内外管之间的环隙设置若干组支撑板；内外管之间的环隙空间构成热流体环隙通道，热流体可为蒸汽或其它流体；翅片套管内管两端设置冷却水管箱；翅片套管环隙通道两端设置环隙管箱，环隙管箱出口一端的下方设置下光管散热器；

光管套管和翅片套管各自的内管及两端的冷却水管箱、下喷淋管、下填料层、下集水槽、内循环水泵和内循环水管道连接构成内管冷却水循环系统；经过下填料层降温的冷水落入下集水槽，再由内循环水泵送入光管套管和翅片套管的内管作为冷却水，冷却水吸收两种套管环隙通道内蒸汽或其它种类热流体的热量后，温度升高，再通往下喷淋管，淋到下填料层降温；上喷淋管、上填料层、上集水槽、外循环泵和外循环管道构成光管套管喷淋水循环系统；经过上填料层降温的冷水落入上集水槽中，再由外循环泵送入上喷淋管，淋到光管套管管束上，吸收光管套管环隙的热量后，水温升高，再淋到上填料层降温；风机、风筒、翅片套管管外间隙、收水器、填料层间隙、填料层侧向进风栅、光管套管管外间隙、光管管束顶部进风口共同构成空气流动输送系统；在风机引风作用下，光管套管管束顶部的空气向下流动，穿过光管套管管束，吸收喷淋水膜的显热和潜热后，进入上填料层，转弯经过收水器和翅片间隙，吸收翅片套管环隙中热流体传出的热量后进入风机，排向大气；在风机引风作用下，上下填料层侧面的空气分别进入上下填料层，吸收淋水的显热和潜热，转弯经过收水器和翅片间隙，吸收翅片套管环隙中热流体传出的热量后进入风机，排向大气；光管套管环隙、翅片套管环隙、套管两端的环隙管箱，热流体管道、排气管道和下光管散热器构成热流体输送系统，其中排气管道用于蒸汽冷凝时排出不凝气；若热流体是需冷凝的蒸汽，则外来蒸汽送入光管套管和翅片套管的进口环隙管箱，分配到各套管的环隙，吸收内管冷却水的冷量、吸收外光管外面淋水蒸发的冷量吸收翅片管外流动空气的冷量，使得蒸汽全部冷凝或部分冷凝，然后经出口环隙管箱进入下光管散热器；下光管散热器是该系统的冷凝水再冷却辅助装置，用于对冷凝水再降温。

2.根据权利要求1所述的套管式复合冷凝冷却设备，其特征在于：所述下光管散热器包括主管、分流管、集流管和光管散热管束；翅片套管出口环隙管箱的冷凝液进入主管，经分流管到散热管束继续降温，再经散热管束另一端的集流管，将冷凝水收集后再循环利用。

3.根据权利要求1所述的套管式复合冷凝冷却设备，其特征在于：所述风机设置在冷却塔本体的上部，每台设备设置两台风机。

4.根据权利要求1所述的套管式复合冷凝冷却设备，其特征在于：所述上填料层和下填料层外侧，即在冷却塔本体的对应部位上分别设置进风栅。

5.根据权利要求1所述的套管式复合冷凝冷却设备，其特征在于：所述支撑板每组为2-4片，纵向对称间隔设置。

6.根据权利要求1所述的套管式复合冷凝冷却设备，其特征在于：所述翅片套管的内光管为圆形内光管，外层的翅片管为圆形翅片管。

7.根据权利要求1所述的套管式复合冷凝冷却设备，其特征在于：所述翅片套管的内光管为椭圆形内光管，外层的翅片管为椭圆形翅片管。