CN112414173A - 一种并联式分区自适应流量调节冷却系统 - Google Patents
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- CN112414173A CN112414173A CN202011212278.7A CN202011212278A CN112414173A CN 112414173 A CN112414173 A CN 112414173A CN 202011212278 A CN202011212278 A CN 202011212278A CN 112414173 A CN112414173 A CN 112414173A
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Abstract
本申请涉及一种并联式分区自适应流量调节冷却系统,属于传热传质技术领域,包括:管壳式换热器,其内部设有呈并联设置的冷却腔室,冷却腔室内均设有流通第一流体的换热管,管壳式换热器的入口和出口设有测量第一流体的流量计及温度测量仪;自适应流量调节单元,其设置在管壳式换热器的入口内,包括围成圆环形结构的若干翼面;电动水泵,其与管壳式换热器的入口连接,电动水泵用于向管壳式换热器内注入第一流体;电气柜,电气柜内设有控制器和变频器,控制器分别与流量计、温度测量仪和变频器电连接,变频器与电动水泵电连接。本申请的自适应流量调节单元可以自适应调节进入管壳式换热器内不同并联分区第一流体的流量。
Description
技术领域
本申请涉及传热传质技术领域,特别涉及一种并联式分区自适应流量调节冷却系统。
背景技术
管壳式换热器是目前工业应用最广的一种换热器。它主要由壳体、管板、换热管、封头、折流板等部件组成,可采用不锈钢、普通碳钢、紫铜或其它有色金属作为材料。操作时,一种流体由一端封头接管进入,经过换热管,从另一端封头的接管流出,称之为管程;另一种流体由壳体的一个接管进入,从壳体上的另一接管流出,称之为壳程。换热管作为冷热流体传热的关键部件,其结构和型式不断优化。
随着新型高效换热管的不断出现,管壳式换热器的应用范围不断扩大。在热力发电、石油化工、海洋平台和船舶动力等领域广泛采用各种管壳式换热器。热源流体包括蒸汽、高温烟气、高温淡水、润滑油等。冷源通常根据应用环境就地取材,常用的冷源流体有空气、河水、海水等。以海洋船舶动力系统为例,其中三种典型的热交换设备有冷凝器、润滑油冷却器、淡水冷却器,其热源流体分别为蒸汽、润滑油和淡水,且热源流体温度各不相同,这三种热交换设备的冷源均可采用海水。
相关技术中,传统的船舶动力系统通常根据用户和流体不同分别设置专用换热器,如对汽轮用户机组设置冷凝器,对润滑冷却装置设置润滑油冷却器,对电源机柜等设置海水-淡水换热器。为保证各换热器正常工作,还应分别配置海水泵、阀门和相应的管路系统。如此一来,导致换热器设备众多、管路系统复杂,不利于减轻船舶整体重量,且占用船舶大量空间。由于换热器设备重量直接影响船舶排水量、航速和操纵性能,而提高换热器空间利用率对于船舶舱室布置尤其重要。
发明内容
本申请实施例提供一种并联式分区自适应流量调节冷却系统,以解决相关技术中相关技术中船舶上使用的换热器设备众多、管路系统复杂,不利于减轻船舶整体重量,且占用船舶大量空间的问题。
本申请实施例提供了一种并联式分区自适应流量调节冷却系统,包括:
管壳式换热器,其内部设有多个并联设置的冷却腔室,所述冷却腔室内均设有流通第一流体的换热管,所述管壳式换热器的入口和出口设有测量第一流体的流量计及温度测量仪;
自适应流量调节单元,其设置在所述管壳式换热器的入口内,包括围成圆环形结构的若干翼面,若干所述翼面受到第一流体的来流作用自适应旋转,以调节所述管壳式换热器多个冷却腔室上游流道的流通面积,实现自动调节进入换热管内的第一流体的流量;
电动水泵,所述电动水泵与所述管壳式换热器的入口连接,所述电动水泵用于向所述管壳式换热器内注入第一流体;
电气柜,所述电气柜内设有控制器和变频器,所述控制器分别与流量计、温度测量仪和变频器电连接,所述变频器与所述电动水泵电连接,以调节所述电动水泵的转速,使电动水泵的出口流量在较宽范围内可调。
在一些实施例中:所述管壳式换热器的侧壁上连通有向冷却腔室内通入第二流体的热源机组,所述热源机组的入口和出口均设有与所述控制器连接的流量计及温度测量仪。
在一些实施例中:若干所述翼面两端的翼型截面均设有旋转轴,相邻的两个翼面之间通过旋转轴转动连接,若干所述翼面两端的旋转轴在同一圆环上,且若干所述翼面沿所述管壳式换热器的轴线圆周均布排列。
在一些实施例中:所述旋转轴上设有将所述翼面悬空在所述管壳式换热器内的支撑杆,所述支撑杆的一端与旋转轴固定连接,支撑杆的另一端与管壳式换热器的内壁固定连接。
在一些实施例中:相邻的两个所述翼面之间设有双扭簧,所述双扭簧穿套在所述旋转轴上,且双扭簧的两端分别与相邻的两个翼面连接,所述双扭簧的U形连接部与支撑杆抵接。
在一些实施例中:所述冷却腔室包括外腔室和内腔室,所述外腔室位于所述内腔室的外周,所述外腔室与内腔室之间通过环形通道隔开,所述环形通道的外壁设有多个将所述环形通道固定在所述管壳式换热器内的固定支架。
在一些实施例中:若干所述翼面在所述管壳式换热器内将所述管壳式换热器分为外流道和内流道,所述管壳式换热器设有限制若干所述翼面向外流道和/或内流道方向旋转的限位环,所述外流道用于向所述外腔室内的换热管束注入第一流体,所述内流道用于向所述内腔室内的换热管束注入第一流体。
在一些实施例中:所述限位环包括外限位环和内限位环,所述外限位环位于所述外流道内,所述内限位环位于所述内流道内,所述外限位环和内限位环设有与所述管壳式换热器内壁连接的多个定位杆,多个所述定位杆沿所述外限位环和内限位环的圆周方向呈放射排布。
在一些实施例中:所述翼面的吸力面接近所述管壳式换热器的内壁,所述翼面的压力面远离所述管壳式换热器的内壁;
或,所述翼面的吸力面远离所述管壳式换热器的内壁,所述翼面的压力面接近所述管壳式换热器的内壁,所述吸力面的弧线弯度大于所述压力面的弧线弯度。
在一些实施例中:所述翼面的前缘接近所述管壳式换热器的入口侧,所述翼面的后缘远离所述管壳式换热器的入口侧,若干所述翼面中相邻的两个所述翼面之前预留有转动间隙。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括:
本申请实施例提供了一种并联式分区自适应流量调节冷却系统,由于本申请设置了管壳式换热器,其内部设有呈并联设置的冷却腔室,在冷却腔室内均设有流通第一流体的换热管,管壳式换热器的出口设有测量第一流体的流量计及温度测量仪;自适应流量调节单元,其设置在管壳式换热器的入口内,其包括围成圆环形结构的若干翼面,若干翼面受到第一流体的来流作用自适应旋转,以调节管壳式换热器的流通面积;连接在管壳式换热器的入口的电动水泵,电动水泵设有测量第一流体的流量计及温度测量仪;电气柜,该电气柜内设有控制器和变频器,控制器分别与流量计、温度测量仪和变频器电连接,变频器与所述电动水泵电连接。
因此,本系统的管壳式换热器内设有并联设置的冷却腔室,在冷却腔室内均设有流通第一流体的换热管,该管壳式换热器并联设置的冷却腔室可实现对多个用户、多种流体的冷却,节省单独为各用户设置换热器、泵和管路附件等的空间浪费和冗余投资。同时在管壳式换热器的入口设有自适应流量调节单元,该自适应流量调节单元能够根据第一流体的来流作用力大小来自适应旋转,以调节管壳式换热器内多个冷却腔室上游流道的流通面积,实现自动调节进入管壳式换热器内第一流体的流量,并可对不同冷却腔室提供流量比例分配。本申请的技术方案同样适用于其他可采用并联结构形式的热交换系统。
此外,在管壳式换热器的入、出口均设有测量第一流体的流量计及温度测量仪,控制器能够根据第一流体在管壳式换热器的入、出口温度和对应温度下物理性质,由总热负荷计算所需要第一流体流量,调节电动水泵转速使第一流体流量达到系统需求值。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例的结构示意图;
图2为本申请实施例管壳式换热器与自适应流量调节单元的结构示意图;
图3为图2中沿A-A方向的剖视图;
图4为本申请实施例自适应流量调节单元的结构示意图;
图5为本申请实施例自适应流量调节单元的结构立体图;
图6为本申请实施例的翼面受力分析图;
图7为本申请实施例的翼面的旋转中心位于压力中心上游的受力分析图;
图8为本申请实施例的翼面的旋转中心位于压力中心下游的受力分析图;
图9为本申请实施例的自适应流量调节单元流量分配示意图。
附图标记:
1、管壳式换热器;2、自适应流量调节单元;3、电动水泵;4、热源机组;11、环形通道;12、固定支架;13、外腔室;14、内腔室;15、外流道;16、内流道;21、翼面;22、内限位环;23、旋转轴;24、支撑杆;25、定位杆;26、外限位环;27、双扭簧。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种并联式分区自适应流量调节冷却系统,其能解决相关技术中相关技术中船舶上使用的换热器设备众多、管路系统复杂,不利于减轻船舶整体重量,且占用船舶大量空间的问题。
参见图1至图2所示,本申请实施例提供了一种并联式分区自适应流量调节冷却系统,包括:
管壳式换热器1,该管壳式换热器1内部设有多个并联设置的冷却腔室,冷却腔室内均设有流通第一流体的换热管,在管壳式换热器1的入口和出口设有测量第一流体的流量计及温度测量仪。在管壳式换热器1的侧壁上连通有向冷却腔室内通入第二流体的热源机组4,在热源机组4的入口和出口均设有与控制器连接的流量计及温度测量仪。
第一流体为冷介质,第二流体为热介质,第一流体从管壳式换热器1的入口进入与管壳式换热器1内的第二流体进行热交换,第一流体对第二流体冷却降温后,冷却后的第二流体返回到热源机组4。
自适应流量调节单元2,该自适应流量调节单元2设置在管壳式换热器1的入口内,自适应流量调节单元2包括围成圆环形结构的若干翼面21,翼面21的具体数量根据翼面21的翼型和管壳式换热器1的内径合理设定。若干翼面21受到第一流体的来流作用自适应旋转,以调节管壳式换热器1内多个冷却腔室上游通道的流通面积。
自适应流量调节单元2能够根据管壳式换热器1内流体的流速大小自适应调节冷却腔室通入第一流体的流量,从而达到分配调节并联设置的冷却腔室内通入第一流体的流量的目的。
当管壳式换热器1内第一流体的流速增大,管壳式换热器1内第一流体对翼面21的作用力增大,对应的翼面21的旋转角度越大,翼面21的旋转将改变管壳式换热器1内多个冷却腔室上游通道的流通面积,以使多个冷却腔室的第一流体流量发生变化,调节管壳式换热器1内多个并联设置的冷却腔室的流体流量至所需流量范围内。
当管壳式换热器1内第一流体的流速保持恒定时,管壳式换热器1内第一流体的作用力与翼面21的受力保持平衡状态,翼面21的旋转角度保持恒定,以使多个并联设置的冷却腔室的第一流体的流量保持在设定流量范围内。
当管壳式换热器1内第一流体的流速减小,管壳式换热器1内第一流体对翼面21的作用力减小,对应的翼面21的旋转角度变小,翼面21的回转将改变管壳式换热器1内多个并联设置的冷却腔室的第一流体流量发生变化,以使多个并联设置的冷却腔室的第一流体流量发生变化,调节管壳式换热器1内多个并联设置的冷却腔室的流体流量至所需流量范围内。
电动水泵3,该电动水泵3与管壳式换热器1的入口连接,电动水泵3用于向管壳式换热器1内注入第一流体。电气柜(图中未画出),电气柜内设有控制器和变频器,控制器分别与流量计、温度测量仪和变频器电连接。变频器与电动水泵3电连接,以调节电动水泵3的转速,使电动水泵3的出口流量在较宽范围内可调。控制器根据热源机组4的入口和出口中第二流体的温度和对应温度下物理性质适应地调节第一流体的流量和流速,确保第一流体与第二流体热交换后,第二流体的温度和流量能够达到热源机组4的使用需求。
本申请的并联式分区自适应流量调节冷却系统的管壳式换热器1内设有并联设置的冷却腔室,一个冷却腔室作为一个分区,各分区之间相互独立互不影响。在冷却腔室内均设有流通第一流体的换热管,该管壳式换热器1内并联设置的冷却腔室可实现对多个用户、多种流体的冷却,节省单独为各用户设置换热器、泵和管路附件等的空间浪费和冗余投资。
在管壳式换热器1的入口设有自适应流量调节单元2,该自适应流量调节单元2能够根据第一流体的来流作用力大小来自适应旋转,以调节管壳式换热器1的流通面积,实现自动调节进入管壳式换热器1内第一流体的流量,并可对并联设置的冷却腔室的流量比例进行分配。
在管壳式换热器1的入口、出口均设有测量第一流体的流量计及温度测量仪,控制器能够根据第一流体在管壳式换热器1的入口、出口温度和对应温度下物理性质,由总热负荷计算所需要第一流体流量,控制器通过变频器调节电动水泵3转速使第一流体流量达到系统需求值。
在一些可选实施例中:参见图4和图5所示,本申请实施例提供了一种并联式分区自适应流量调节冷却系统,该系统的若干翼面21两端的翼型截面均设有旋转轴23,相邻的两个翼面21之间通过旋转轴23转动连接,若干翼面21两端的旋转轴23的在同一圆环上,且若干翼面21沿管壳式换热器1的轴线圆周均布排列。旋转轴23为翼面21提供转动支撑,翼面21以旋转轴23为轴心俯仰旋转运动。
在旋转轴23上设有将翼面21悬空在管壳式换热器1内的支撑杆24,支撑杆24的一端与旋转轴23固定连接,支撑杆24的另一端与管壳式换热器1的内壁固定连接。支撑杆24为旋转轴23和翼面21提供定位和支撑,确保旋转轴23和翼面21的位置精度,提高第一流体的流量控制精度。
旋转轴23垂直于翼面21两端的翼型截面,旋转轴23的中心线与翼面21的轴线重合并通过翼面21的重心,以使翼面21的重力力矩始终为零,保证若干翼面21在第一流体作用下能够绕旋转轴23同步旋转。必要时可通过配重或分段采用不同材料等手段调整翼面21的重心位置。
相邻的两个翼面21之间设有双扭簧27,该双扭簧27穿套在旋转轴23上,且双扭簧27的两端分别与相邻的两个翼面21连接,双扭簧27的U形连接部与支撑杆24抵接。双扭簧27用于平衡第一流体作用力矩,以使自适应流量调节单元2稳定于给定工况对应的旋转角度状态。翼面21与支撑杆24之间通过双扭簧27约束,在翼面21不受第一流体作用力时双扭簧27可有一定角度预扭,以使翼面21保持初始限位状态。工作过程中,翼面21受到的第一流体作用力矩与双扭簧27力矩方向相反,两者平衡后达到稳定状态。
在一些可选实施例中:参见图3和图4所示,本申请实施例提供了一种并联式分区自适应流量调节冷却系统,该系统的冷却腔室包括外腔室13和内腔室14(即,两个分区),外腔室13位于内腔室14的外周,外腔室13与内腔室14之间通过环形通道11隔开,环形通道11在管壳式换热器1内与管壳式换热器1同轴设置。外腔室13与内腔室14之间通过环形通道11相互密封,避免不同种类的第二流体相互干扰。环形通道11的外壁设有多个将环形通道11固定在管壳式换热器1内的固定支架12。
自适应流量调节单元2的若干翼面21在管壳式换热器1内将管壳式换热器1分为外流道15和内流道16,若干翼面21在外流道15和内流道16之间,若干翼面21通过旋转改变外流道15和内流道16的内径和外径。外流道15用于向外腔室13内的换热管束注入第一流体,内流道16用于向内腔室14内的换热管束注入第一流体,若干翼面21通过旋转改变外流道15和内流道16的内径和外径来分配和调节第一流体进入外腔室13与内腔室14的流量。
在管壳式换热器1内设有限制若干翼面21向外流道15和内流道16方向旋转的限位环,该限位环用于控制若干翼面21向内流道16或外流道15方向旋转的角度,当若干翼面21向内流道16或外流道15方向旋转至设定角度后与限位环相抵,以保证内流道16或外流道15具有最小的流通面积。
限位环包括外限位环26和内限位环22,外限位环26位于外流道15内,内限位环22位于内流道16内。该外限位环26用于控制若干翼面21向外流道15方向旋转的角度,当若干翼面21向外流道15方向旋转至设定角度后与外限位环26相抵,以保证外流道15具有最小的流通面积。内限位环22用于控制若干翼面21向内流道16方向旋转的角度,当若干翼面21向内流道16方向旋转至设定角度后与内限位环22相抵,以保证内流道16具有最小的流通面积。
在内限位环22和外限位环26的外周设有与管壳式换热器1内壁连接的多个定位杆25,多个定位杆25沿内限位环22和外限位环26的圆周方向呈放射排布。多个定位杆25为内限位环22和外限位环26提供定位和支撑,确保内限位环22和外限位环26的位置精度,提高流体流量的控制精度。
在一些可选实施例中:参见图4和图5所示,本申请实施例提供了一种并联式分区自适应流量调节冷却系统,该系统的翼面21优选但不限于为双凸翼型,翼面21的吸力面接近管壳式换热器1的内壁,翼面21的压力面远离管壳式换热器1的内壁。当然还可以将翼面21的吸力面远离管壳式换热器1的内壁,翼面21的压力面接近管壳式换热器1的内壁。
吸力面的弧线弯度大于压力面的弧线弯度。翼面21的前缘朝向管壳式换热器1的入口侧,翼面21的后缘朝向管壳式换热器1的出口侧。
参见图7和图8所示,本实施例以翼面21的吸力面接近管壳式换热器1的内壁,翼面21的压力面远离管壳式换热器1的内壁为例进行说明:
当翼面21的旋转轴23位于压力中心上游时,第一流体作用力矩可使翼面21朝顺时针旋转。翼面21的前缘以旋转轴23为中心向靠近管壳式换热器1内壁的方向转动,以减小外流道15的入口流通面积。
当翼面21的旋转轴23位于压力中心下游时,第一流体作用力矩可使翼面21朝逆时针旋转。翼面21的前缘以旋转轴23为中心向远离管壳式换热器1内壁的方向转动,以减小内流道16的入口流通面积。
若干翼面21中相邻的两个翼面21之间预留有转动间隙,该转动间隙为翼面21提供运动空间,防止相邻的两个翼面21互相干扰。
工作原理
参加图6所示,置于管壳式换热器1内的翼面21受到第一流体速度为V∞来流作用,翼面21受到的第一流体的作用合力为R,通常可将第一流体作用合力R分解为升力L和阻力D,为了便于分析也可将第一流体作用合力R分解为沿弦线方向作用力FC和垂直弦线方向作用力FN。
当翼面21的旋转轴23不在其压力中心(旋转轴和压力中心不重合)时,流体作用在翼面21上的作用力具有一定长度的力臂,翼面21在沿弦线方向作用力FC和垂直弦线方向作用力FN的作用下,将受到一定的俯仰力矩MZ=LZ×R,其大小|MZ|=|FC|·LC+|FN|·LN,其中LZ为从旋转中心至压力中心的距离矢量,LC和LN分别为沿弦线和垂直弦线方向作用力的力臂长度。
根据翼面21上流体合力作用点(压力中心)与旋转轴23的相对位置不同(即:翼面的旋转中心位于压力中心上游、翼面的旋转中心位于压力中心下游),第一流体作用力矩可使翼面21朝顺时针或逆时针旋转;对应地,存在两种翼面21的初始状态,如图6和图7所示。
参见图7至图9所示,当来流速度V∞增大时,翼面21受到的第一流体作用力和力矩均增大,当翼面21所受第一流体作用力矩MZ大于双扭簧力矩MK时,将使翼面21发生旋转。同时,翼面21旋转将导致双扭簧扭转力矩增大。当第一流体作用力矩与双扭簧力矩平衡时,本装置达到该流速下的稳定状态。
此时翼面攻角为α,在翼面前缘截面处,内流道16的直径为Φinner,外流道15的外径为Φouter、内径为Φinner。对于给定的入口总流量Q,根据流体力学原理可得到此处流体速度剖面u(r),从而可分别计算内、外流道流量:
即可获得总流量-流量分配比例-翼面攻角之间的对应关系(Q-Q内/Q外-α)。通过合理设计本装置的结构及安装位置,使其流量分配特性满足流量分配需求,即可达到自适应分配调节流量的目的。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是,在本申请中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种并联式分区自适应流量调节冷却系统,其特征在于,包括:
管壳式换热器(1),其内部设有多个并联设置的冷却腔室,所述冷却腔室内均设有流通第一流体的换热管,所述管壳式换热器(1)的入口和出口设有测量第一流体的流量计及温度测量仪;
自适应流量调节单元(2),其设置在所述管壳式换热器(1)的入口内,包括围成圆环形结构的若干翼面(21),若干所述翼面(21)受到第一流体的来流作用自适应旋转,以调节所述管壳式换热器(1)内多个冷却腔室上游流道的流通面积;
电动水泵(3),所述电动水泵(3)与所述管壳式换热器(1)的入口连接,所述电动水泵(3)用于向所述管壳式换热器(1)内注入第一流体;
电气柜,所述电气柜内设有控制器和变频器,所述控制器分别与流量计、温度测量仪和变频器电连接,所述变频器与所述电动水泵(3)电连接,以调节所述电动水泵(3)的转速。
2.如权利要求1所述的一种并联式分区自适应流量调节冷却系统,其特征在于:
所述管壳式换热器(1)的侧壁上连通有向冷却腔室内通入第二流体的热源机组(4),所述热源机组(4)的入口和出口均设有与所述控制器连接的流量计及温度测量仪。
3.如权利要求1所述的一种并联式分区自适应流量调节冷却系统,其特征在于:
若干所述翼面(21)两端的翼型截面均设有旋转轴(23),相邻的两个翼面(21)之间通过旋转轴(23)转动连接,若干所述翼面(21)两端的旋转轴(23)在同一圆环上,且若干所述翼面(21)沿所述管壳式换热器(1)的轴线圆周均布排列。
4.如权利要求3所述的一种并联式分区自适应流量调节冷却系统,其特征在于:
所述旋转轴(23)上设有将所述翼面(21)悬空在所述管壳式换热器(1)内的支撑杆(24),所述支撑杆(24)的一端与旋转轴(23)固定连接,支撑杆(24)的另一端与管壳式换热器(1)的内壁固定连接。
5.如权利要求4所述的一种并联式分区自适应流量调节冷却系统,其特征在于:
相邻的两个所述翼面(21)之间设有双扭簧(27),所述双扭簧(27)穿套在所述旋转轴(23)上,且双扭簧(27)的两端分别与相邻的两个翼面(21)连接,所述双扭簧(27)的U形连接部与支撑杆(24)抵接。
6.如权利要求1所述的一种并联式分区自适应流量调节冷却系统,其特征在于:
所述冷却腔室包括外腔室(13)和内腔室(14),所述外腔室(13)位于所述内腔室(14)的外周,所述外腔室(13)与内腔室(14)之间通过环形通道(11)隔开,所述环形通道(11)的外壁设有多个将所述环形通道(11)固定在所述管壳式换热器(1)内的固定支架(12)。
7.如权利要求6所述的一种并联式分区自适应流量调节冷却系统,其特征在于:
若干所述翼面(21)在所述管壳式换热器(1)内将所述管壳式换热器(1)分为外流道(15)和内流道(16),所述管壳式换热器(1)设有限制若干所述翼面(21)向外流道(15)和/或内流道(16)方向旋转的限位环,所述外流道(15)用于向所述外腔室(13)内的换热管束注入第一流体,所述内流道(16)用于向所述内腔室(14)内的换热管束注入第一流体。
8.如权利要求7所述的一种并联式分区自适应流量调节冷却系统,其特征在于:
所述限位环包括外限位环(26)和内限位环(22),所述外限位环(26)位于所述外流道(15)内,所述内限位环(22)位于所述内流道(16)内,所述外限位环(26)和内限位环(22)设有与所述管壳式换热器(1)内壁连接的多个定位杆(25),多个所述定位杆(25)沿所述外限位环(26)和内限位环(22)的圆周方向呈放射排布。
9.如权利要求1所述的一种并联式分区自适应流量调节冷却系统,其特征在于:
所述翼面(21)的吸力面接近所述管壳式换热器(1)的内壁,所述翼面(21)的压力面远离所述管壳式换热器(1)的内壁;或,
所述翼面(21)的吸力面远离所述管壳式换热器(1)的内壁,所述翼面(21)的压力面接近所述管壳式换热器(1)的内壁,所述吸力面的弧线弯度大于所述压力面的弧线弯度。
10.如权利要求1所述的一种并联式分区自适应流量调节冷却系统,其特征在于:
所述翼面(21)的前缘接近所述管壳式换热器(1)的入口侧,所述翼面(21)的后缘远离所述管壳式换热器(1)的入口侧,若干所述翼面(21)中相邻的两个所述翼面(21)之前预留有转动间隙。
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CN114234682A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-03-25 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 一种管壳式集成换热器 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1106950A2 (de) * | 1999-12-03 | 2001-06-13 | Pfaudler Werke GmbH | Wärmetauscheranordnung |
CN102132096A (zh) * | 2008-08-25 | 2011-07-20 | 巴布考克日立株式会社 | 排烟脱硝装置 |
CN107560468A (zh) * | 2017-09-05 | 2018-01-09 | 江苏柯倍兹环境科技有限公司 | 一种双重调节式的换热器 |
CN111780611A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-16 | 武汉第二船舶设计研究所(中国船舶重工集团公司第七一九研究所) | 一种分区流量自调整换热器 |
-
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1106950A2 (de) * | 1999-12-03 | 2001-06-13 | Pfaudler Werke GmbH | Wärmetauscheranordnung |
CN102132096A (zh) * | 2008-08-25 | 2011-07-20 | 巴布考克日立株式会社 | 排烟脱硝装置 |
CN107560468A (zh) * | 2017-09-05 | 2018-01-09 | 江苏柯倍兹环境科技有限公司 | 一种双重调节式的换热器 |
CN111780611A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-16 | 武汉第二船舶设计研究所(中国船舶重工集团公司第七一九研究所) | 一种分区流量自调整换热器 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114234682A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-03-25 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 一种管壳式集成换热器 |
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