CN202195719U - 多通道管热交换设备 - Google Patents

Abstract

一种多通道管热交换设备，为一种间接干燥冷却塔，具有良好的传热和低的压力降低。其用于冷却液体，该设备包括：沿纵轴延伸的第一管道，其包括相对的第一侧壁和第二侧壁，以及在所述的第一侧壁和第二侧壁之间延伸的第三侧壁和第四侧壁；沿纵轴延伸的第二管道，其包括相对的第五侧壁和第六侧壁，以及在所述的第五侧壁和第六侧壁之间延伸的第七侧壁和第八侧壁；连接到所述的每个第一管道和第二管道的第一翅片；以及连接到所述的第一管道和第二管道的第二翅片。

Description

多通道管热交换设备

技术领域

本实用新型涉及一种具有干式热交换设备的自然通风冷却塔，通过自然通风实现两种流体间的热交换，常见的如空气和另外一种流体，一般是水。 

背景技术

间接干燥冷却设备通常是一种塔，其布置或排列有多个塔，用于给使用大型机械的工业设备散热，如蒸汽涡轮机，或工业流程。例如，一种用于此类设备的冷却塔是烟囱式自然通风冷却塔，其侧壁具有一薄的混凝土覆盖层。烟囱的顶部有开口，通过多个腿支撑在地面上，覆盖层下缘和地面之间的空间形成了热交换塔的冷却空气进口。 

在一种冷却塔中，冷凝器中的热水通过管道直接进入塔中的热交换装置，同时冷却的水通过管道和泵直接回到冷凝器中。顾名思义，冷凝器冷凝和冷却从蒸汽涡轮机中排除的蒸汽，同时冷却的液体被泵入锅炉。 

举一个例子，传统的干式热交换组件的翅片成对地垂直安装在管道上，直立在地面上，并且呈同心架设。组件通常是V形，使热交换表面形成一齿状的多边形，这些齿正对着塔的内部。 

每个热交换组件通常包括两个管道基座，使水在2个通道流动。每个管道基座通常包括2排翅片管，其中的水在同一个方向流动。因此，通常每个热交换器中有4排翅片管。每个组件可以被单独灌入需要被冷却的水，或者通过连接在热交换组件的管道端部的端头连接箱。有的基座直接暴露在冷却空气中，而其他的基座接收通过流经第一基座而被部分加热过的空气。 

热水通常是通过管道被送入塔中的，并存放在一个圆形热水收集器中。收集器具有一个循环泵，集热器与组件垂直成直角布置。收集器的旁边，通常安装有第二个圆形收集器，其连接到管道用于排出冷水。 

由于组件的水箱是常见的两种床的自动循环，通过床连续地从热水进入朝向冷水流出，当低出口泵的压力高于循环泵时，产生虹吸。 

设备也可能具有较小直径的管道，连接到每个组件的最高点。在充入和排出组件时，管道导出组件中的气体。这种气体可以是空气，可能是干，或者一种惰性气体例如氮气，其压力一般会比空气更大。 

随着汽轮机输出的增加，传统的间接干燥冷却设备的散热能力的需求也相应的增加。这种需求导致了极高的冷却三角的使用，在某些情况下，垂直冷却三角需要30米。冷却三角通常包括一对热交换器，堆放成三角形（即Δ）的形式，约60度顶角。在上述三角形安排中，两个塔的内部是这两个装置，外部是气流控制百叶窗装置。三角装置通过一个自立棱柱钢结构支撑。 

其他解决方案已经被提出来用于增加散热能力，例如，单通道热交换设备。但是，它不能提供非常良好的热传递能力。为了获得良好的热传递，交叉逆流模式是首选的，即在水边上装设两个通道。然而，水需流经60米长的管道，其中涉及高水侧压力的损失。 

因此，有需要和愿望，提供了一种间接干式冷却塔，其具有良好的热传递和低的压降。 

实用新型内容

本实用新型的实施例有利地提供了一种间接干燥冷却塔，具有良好的传热和低的压力降低。 

1.实施例包括一个沿纵轴垂直延伸热交换设备，其可以冷却液体，该设备包括：沿纵轴延伸的第一管道，其包括相对的第一和第二侧壁，以及第三和第四侧壁，其中所述的第三和第四侧壁在第一和第二侧壁之间延伸；沿纵轴延伸的第二管道，其包括相对的第五和第六侧壁，以及第七和第八侧壁，其中所述的第七和第八侧壁在第五和第六侧壁之间延伸；连接所述每个第一和第二管道的第一翅片；以及连接所述的第一和第二管道的第二翅片。所述的第一侧壁和第二侧壁相互平行地延伸，同时所述的第五侧壁和第六侧壁相互平行地延伸。所述的第一管道和第二管道的几何形状是长方形。所述的第一管道和第二管道的几何形状是D形。所述的第一管道和第二管道的几何形状是具有两个相对的圆边的长方形。所述的第一管道和第二管道是涂覆有铝的碳钢。所述的第一翅片和第二翅片是钎焊在所述的第一和第二管道上的。所述的第一管道和第二管道是多通道的管道。所述的第一管道和第二管道是挤压成型的单件。所述的第一管道和第二管道是挤压成型的组件。冷却介质的移动是通过自然通风或机械通风，但不限于此。另一个实施例包括一个沿纵轴垂直延伸热交换设备，其可以冷却液体，该设备包括：沿纵轴延伸的第一管道，其包括相对的第一和第二侧壁，以及第三和第四侧壁，其中所述的第三和第四侧壁在第一和第二侧壁之间延伸；沿纵轴延伸的第二管道，其包括相对的第五和第六侧壁，以及第七和第八侧壁，其中所述的第七和第八侧壁在第五和第六侧壁之间延伸；连接到所述的每个第一管道的第一翅片；连接到所述的第一管道的第二翅片；连接到所述的第二管道的第三翅片；以及连接到所述的第二管道的第四翅片。 

2.另一个实施例，包括一个热交换装置，其包括：沿纵轴延伸的第一管道，其包括相对的第一和第二侧壁，以及第三和第四侧壁，其中所述的第三和第四侧壁在第一和第二侧壁之间延伸；沿纵轴延伸的第二管道，其包括相对的第五和第六侧壁，以及第七和第八侧壁，其中，所述的第七和第八侧壁在第五和第六侧壁之间延伸；连接所述每个第一和第二管道的第一翅片；连接所述的第一和第二管道的第二翅片；一用于流入液体的入水管道，其连接所述的第一和第二管道，所述的进水管道连接一进水总管，一用于流出液体的出水管道，其连接所述的第一和第二管道，所述的出水管道连接进水管道和一出水总管。所述的第一侧壁和第二侧壁相互平行延伸，所述的第三侧壁和第四侧壁如所述的第一侧壁和第二侧壁一样的相互平行延伸；所述的第五侧壁和第六侧壁相互平行延伸，所述的第七侧壁和第八侧壁如所述的第五侧壁和第六侧壁一样的相互平行延伸。 

以上只是被宽泛的概括出来，本发明的某些实施例，在具体事实方式部分可被更好地理解，该技术可以被更好的评价。当然，本发明更多的具体实施方式，将在下文叙述，其将是所附的权利要求的具体体现。 

在这方面，在解释至少本发明的至少一个具体实施方式前，需要明确的是本发明不仅局限于下面的对结构进行的说明和在附图中展示的内容。本发明是能够通过各种方式体现出来。此外，需要明确的是此处的措辞和术语，为了进行描述而概括出来的，不应被视为是限制。 

因此，本领域的技术人员都明白，本发明披露的概念、方法和系统可被容易地作为其他结构的基础。因此重要的，权利要求应被视为包括此类等同结构，只要其不脱离本发明的精神和范围。 

附图说明

通过参照下面各种具体实施例的描述连同所附的附图，上面提到的本发明公开的其他特征和优点以及实现的方式将更加明显，所公开的内容将得到更好的理解。 

图1是本实用新型的一实施方式的间接自然通风干式冷却塔的侧视图。 

图2是本实用新型的一实施方式的冷却塔中的三角组件的管道的方向和结构的示意图。 

图3是本实用新型的另一实施方式的冷却塔中的三角组件的管道的方向和结构的示意图。 

图4是本实用新型的一实施方式的多管道设计的平面图。 

图5是本实用新型的一实施方式的一个间接机械通风干式冷却塔的侧视图。 

图6是本实用新型的另一实施方式的多管道设计的平面图。 

图7是本实用新型的另一实施方式的单管道设计的平面图。 

具体实施方式

在下面的详细描述中，可参考附图，附图是具体实施例的一部分，通过附图解释了本实用新型的具体实施方式。这些实施方案中描述了足够的细节，使本领域技术人员能够将其实现，需要了解的是，其他实施方式也是可以利用的，其结构、逻辑、，过程以及电气可以被更改。应该明确，实施例中的任何材料或组件的罗列，只是一个示例，仅供参考，并非详尽无遗。所描述的处理步骤的过程只是一个示例，但是，步骤的顺序不限于实施例的规定，可以根据本领域的常识修改，必然发生的特定顺序步骤除外。 

本实用新型现在被描述，参照附图，其中整个描述中相同的数字代表相同的部分。现参考图1，一个标准示范的冷却塔100，有一个总高度101和一个冷却三角组件110。冷却三角组件110包括一对热交换管束。在一实施例中，在水的一侧，所述三角组件110包括两个相似的短的三角104，105，其是垂直安装在垂直轴上，彼此的顶部相对，形成了底层106和顶层107。该三角104，105可被定位在塔100的垂直方向的边缘的外围。三角塔110的底层和顶层106,107在水的一侧平行连接。通过前述的排布，流入短的三角104，105的水流，例如，底层和顶层106，107的水，将达到传统三角组件的高度的一半，管道的长度（保持两通道，交叉逆流型）也同样为传统三角组件高的一半。分成两个的三角的设计，并且，将三角塔110设置为排布在底层和顶层106，107上的两个短的三角104,105，可大大减少水侧的压力损失和冷却水泵的电力需求。将一个三角组件分成两个短的三角，相对于长的三角，将每个三角所需的水流量减少了的一半，进而降低了水的速度。此外，上述减半高度降低了所需的水的流速。正如本领域技术人员所知，压力损失与速度的平方约成正比，因此速度的降低减少了压力的损失。 

如图1所示的自然通风冷却塔中的冷却三角组件110，也可以被应用到如图5所示的机械通风冷却塔中。 

请参考图2，图2示出了一标准示范的塔的设计的实施例，其中塔200包括底层出水口和进水总管201a，201b，顶层出水口和进水总管202a，202b。塔200还包括一个底层冷却三角203，一个位于底层冷却三角203的垂直上方的顶层冷却三角204，底层下端头205a，205b，顶层下端头206a，206b，底层上端头207，顶层上端头208。一底层下端头205b和较高一点的下端头206b用作进水管，而另外的底层下端头205a另外的较高一点的下端头206a用作出水管。图2还示出了，塔200具有第一连接管道210，其在底部的进水总管201b和顶部的进水总管202b之间延伸，例如，在底层106和顶层107之间；第二连接管道211在底部的出水总管201a和顶部的出水总管202a之间延伸，例如，在底层106和顶层107之间。如图2所示，箭头表示液体（如水）在三角中的流向。在该实施例中，连接管道210，211可各自是一个大直径管，其具有为多个塔200提供所需冷却水的供应能力。连接管道210，211也可能是小直径管，其所需的压力小于大直径管。 

如图2所示的实施例的运行中，热的液体（如水），从底层的进水总管201b流入第一连接管道210，并从第一连接管道流入顶层进水总管202b。一部分热水转向流入顶部三角204，而其余的水被引入底部三角203。在每个三角203，204中，如箭头所示，热水向上流动，然后再向下，在排出三角203，204之前，接触用于间接冷却水的空气。 

大型自然通风冷却塔类似于上述的塔100，200，为便于和安全注水和泄水操作，其可分为四到十二种相类似的单元。每个独立的自然通风冷却单元可以被灌水、排水，并可彼此独立运作。 

图3显示了另一标准的实施例，塔300包括底层出水总管和进水总管301a，301b，底层冷却三角302，顶层冷却三角303轴向位于底层冷却三角302的上方，底层下端头304a，304b，顶层下端头305a，305b，底层上端头306，和顶层上端头307。塔300还包括一个连接管道309，其在底层的进水总管301b和顶层的下端头305b之间延伸。塔300也可以有另一连接管道310，其在底层的出水总管301a和顶层的冷却三角的下端头305a之间延伸。如图3所示，箭头表示液体（如水）在三角中的流向。塔的壳体312在上端头307的高度以上延伸。两连接管道309，310可以分别是一个大直径的管道，或者是由小直径管道构成的管束，其所需的压力小于单根的大管道。在优选的实施方式中，连接管道309，310可以分别有一对小直径管道，分别连接底层和顶层的冷却三角302，303，并分别灌入每个顶层冷却三角303。这种结构的运行类似前面图2所示的塔200。 

请参考图4，为本实用新型的平面示意图，公开了一种多管道的管式热交换设备400。如图所示，该实施例400包括四个热交换管道或通道，两个装有冷水402的位于初始气流，另两个装有由于与气流交换了热量而变温的液体404。请注意，虽然展示了四个通道，其只是一个示例，其显然可包括更多或更少的通道。所述，每个单独的通道或管道402，404通常为几何长方形。更具体地说，每个通道402，404包括有第一对相对的侧壁406，两者平行地延伸，还包括有第二对相对的侧壁408，两者平行地延伸。在本实施例中，前述的第二对相对的侧壁通常在第一对相对侧壁形成的长方形之间相互平行地延伸。通道或管道最好是用碳钢制造并且用铝进行涂层。此外，管道或通道402，404有一个共同的翅片，该翅片优选铝制的。所述的翅片优选钎焊在通道上。 

在本实用新型的一个实施例中，所配备通道402，404可以是一单个的挤压件，其包括所需的数量的通道402，404。另外，在其他的实施例中，可包括挤压组件的，例如，多个挤压件的组合，各个挤压件一般呈几何长方形，连接在一起形成了一连续的通道。各组件可以通过任何一种机械连接方式相互连接在一起，机械连接方式如焊接或螺栓。 

在多通道管设计400的运行过程中，要被冷却的液体垂直流经多通道管道，同时空气流过管道，用以产生热交换。正如先前图3所示出的，热的液体（如水），从底层进水总管流入第一连接管道，然后进入管道402，404。在每一个管道，热水通过管道402向上流动，然后通过管道404向下流动，在流出管道前通过接触空气而间接将水冷却。 

在本实用新型的一个实施例中，通道管设计400为几何长方形。具体的，单独的管道长度约为150毫米，而通道长度为75毫米。通道的宽度优选为16毫米，相应的厚度为1.2毫米。至于翅片，翅片的长度约为140mm，相应的高度为19毫米，厚度为0.25毫米。 

图6示出了本实用新型一实施方式的平面示意图，其公开了一种多管道的管式热交换设备600。如图所示，该实施例600包括两个热交换管道或通道，一个装有冷水601的位于初始气流，另一个装有由于与气流交换了热量而变温的液体602。请注意，虽然展示了两个通道，其只是一个示例，其显然可包括更多的通道。所述，每个通道或管道601，602通常为几何长方形。更具体地说，每个单独的通道或管道601，602包括有第一对相对的侧壁603，两者平行地延伸；还包括有第二对相对的侧壁604，两者平行地延伸。在本实施例中，前述的第二对相对的侧壁一般在第一对相对侧壁形成的长方形之间相互平行地延伸。通道或管道最好是用碳钢制造并且用铝进行涂层。所述的翅片优选是钎焊在通道上。 

图7示出了本实用新型一实施方式的平面示意图，其公开了管道的多种设计。一般来说，其于固定的翅片703上具有两个平的侧面。如果第二相对侧壁704是平的，那么通道呈矩形700。第二相对侧壁也可以是弯的701，或者，一侧是平的，另一侧是弯的，从而形成一D形通道702。上述方法过程和设备以及附图体现的仅是一些可以被应用和实现本发明的发明目的、获得有益效果的具体实施例。因此，他们不应被看作是对本发明的限制，其只通过所附的权利要求进行限制。任何权利要求或特征均组合成包括在本发明的范围之内的任一权利要求和特征。 

本发明的许多特征和优点从详细描述中都是显而易见的，其目的是通过所附的权利要求覆盖至所有体现落入本发明精神及其范围之内的特征和优点。进一步，由于本领域技术人员可以实现种种的改变和变型，因此相关的附图和说明所体现的确切结构和运作并不希望是对本发明的限制，并据此，所有可以被采用的适当的变化和等同替换都将落入本发明的范围内。 

Claims (13)

1.一种多通道管热交换设备，沿纵轴垂直延伸，用于冷却液体，该设备包括：

沿纵轴延伸的第一管道，其包括相对的第一侧壁和第二侧壁，以及在所述的第一侧壁和第二侧壁之间延伸的第三侧壁和第四侧壁；

沿纵轴延伸的第二管道，其包括相对的第五侧壁和第六侧壁，以及在所述的第五侧壁和第六侧壁之间延伸的第七侧壁和第八侧壁；

连接到所述的每个第一管道和第二管道的第一翅片；以及

连接到所述的第一管道和第二管道的第二翅片。

2.一种多通道管热交换设备，沿纵轴垂直延伸，用于冷却液体，该设备包括：

沿纵轴延伸的第一管道，其包括相对的第一侧壁和第二侧壁，以及在所述的第一侧壁和第二侧壁之间延伸的第三侧壁和第四侧壁；

沿纵轴延伸的第二管道，其包括相对的第五侧壁和第六侧壁，以及在所述的第五侧壁和第六侧壁之间延伸的第七侧壁和第八侧壁；

连接到所述的每个第一管道的第一翅片；

连接到所述的第一管道的第二翅片；

连接到所述的第二管道的第三翅片；以及

连接到所述的第二管道的第四翅片。

3.根据权利要求1所述的热交换设备，其特征在于，所述的第一侧壁和第二侧壁相互平行地延伸，同时所述的第五侧壁和第六侧壁相互平行地延伸。

4.根据权利要求3所述的热交换设备，其特征在于，所述的第一管道和第二管道的几何形状是长方形。

5.根据权利要求3所述的热交换设备，其特征在于，所述的第一管道和第二管道的几何形状是D形。

6.根据权利要求3所述的热交换设备，其特征在于，所述的第一管道和第二管道的几何形状是具有两个相对的圆边的长方形。

7.根据权利要求1所述的热交换设备，其特征在于，所述的第一管道和第二管道是涂覆有铝的碳钢。

8.根据权利要求4所述的热交换设备，其特征在于，所述的第一翅片和第二翅片是钎焊在所述的第一和第二管道上的。

9.根据权利要求1所述的热交换设备，其特征在于，所述的第一管道和第二管道是多通道的管道。

10.一种多通道管热交换设备，包括：

沿纵轴延的伸第一管道，其包括相对的第一侧壁和第二侧壁，以及在所述的第一侧壁和第二侧壁之间延伸的第三侧壁和第四侧壁；

沿纵轴延伸的第二管道，其包括相对的第五侧壁和第六侧壁，以及在所述的第五侧壁和第六侧壁之间延伸的第七侧壁和第八侧壁；

连接到所述的每个第一管道和第二管道的第一翅片；

连接到所述的第一管道和第二管道的第二翅片；

连接到所述的第一管道和第二管道的用于液体流入的进水管道，所述的进水管道与一进水总管连通；以及

连接到所述的第一管道和第二管道的用于液体流出的出水管道，所述的出水管道与所述的进水管道和一出水总管连通。

11.根据权利要求10所述的热交换设备，其特征在于，所述的第一侧壁和第二侧壁相互平行延伸，所述的第三侧壁和第四侧壁如所述的第一侧壁和第二侧壁一样的相互平行延伸；

所述的第五侧壁和第六侧壁相互平行延伸，所述的第七侧壁和第八侧壁如所述的第五侧壁和第六侧壁一样的相互平行延伸。

12.根据权利要求1所述的热交换设备，其特征在于，所述的第一管道和第二管道是挤压成型的单件。

13.根据权利要求1所述的热交换设备，其特征在于，所述的第一管道和第二管道是挤压成型的组件。

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