CN205425940U - 一种新型防冻坏型闭式冷却设备的换热管组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型防冻坏型闭式冷却设备的换热管组，包括：整体防冻管箱、膜片定压破裂装置、介质出口、介质进口、换热管、换热管支撑、管组支架，其与常规的和现在的闭式冷却设备换热管组的主要区别在于其至少有一侧设有整体管箱且整体管箱上装有膜片定压破裂装置，其膜片定压破裂装置上设有定压破裂膜片，其在换热管组冻结体积膨胀且达到一定压力时破裂来释放压力，防止过高的压力对换热管组产生破坏，膜片作为薄弱环节利用其到达设定压力破裂以对换热管组进行保护，膜片的破裂压力比换热管组破坏的压力小很多从而保证膜片破裂时换热管组安然无恙，其被冷却介质可以为水、乳化液、防冻剂等及其他容易冻结的介质。

Description

一种新型防冻坏型闭式冷却设备的换热管组

技术领域

本实用新型涉及闭式冷却设备，特别涉及一种新型防冻坏型闭式冷却设备的换热管组，适用于冶金、电力、化工、炼油、制药、民用空调以及机械等行业。

背景技术

现有的闭式冷却塔管组为蛇形盘管、常规单侧整体管箱加U形管、常规双侧管箱或常规双侧管箱加中间管箱的型式(图1A、1B、1C，图2A和图2B)，其管箱常规型式只考虑了流道的程数、换热管更换维护等，没有考虑换热管组防冻的问题，其在介质冻结温度以下停机或热负荷不足等工况时容易发生换热管组冻坏失效引起停产的严重问题，即使现在的防冻型闭式冷却设备的换热管组由于存在安全泄压阀机械失效的问题也不可避免发生换热管组冻裂失效的情况。

发明内容

本实用新型的目的在于解决以上问题而提供一种新型防冻坏型闭式冷却设备的换热管组，以防止换热管组破裂造成安全事故发生。

为达以上目的，本实用新型提供一种新型防冻坏型闭式冷却设备的换热管组，包括整体防冻管箱、介质出口、介质进口、换热管、换热管支撑和管组支架，所述整体防冻管箱的隔板之间设有连通孔，所述整体防冻管箱的外端装有膜片定压破裂装置，所述膜片定压破裂装置包括与所述整体防冻管箱连通的释放管，所述释放管内截面横设有膜片，所述换热管为光滑管。

其中所述整体换热管组至少一端具有整体防冻管箱。

其中所述换热管粗糙度为0.2mm以下。

其中所述膜片定压破裂装置还包括所述膜片与所述释放管通过螺栓和紧固法兰连接。

其中所述膜片两端设有密封垫。

其中所述膜片定压破裂装置外设有加保温装置。

所述换热管、膜片材质为铜、铝碳钢、不锈钢、钛材、合金或塑料。

其中所述换热管为水平式、倾斜式、立式或以上型式的组合型式。

其中所述换热管为圆管、椭圆管或扁管。

附图说明

图1A为常规蛇形盘管形式的换热管组示意图；

图1B为常规单侧整体管箱加U形管管组示意图；

图1C为常规双侧管箱或常规双侧管箱管组示意图；

图2A为现有防冻管组单侧整体管箱的管组示意图；

图2B为现有防冻管组双侧整体管箱的管组示意图；

图3A为本实用新型单侧整体管箱的防冻型管组示意图；

图3B为本实用新型双侧整体管箱的防冻型管组示意图；

图4为装有膜片定压破裂装置和连通孔的防冻型管箱的剖视图；

图5为膜片定压破裂装置的示意图；

附图标记说明：1-常规蛇形盘管管组出口小管箱；2-介质出口管；3-常规蛇形盘管管组入口小管箱；4-介质入口管；5-外壳板；6-管组框架；7-蛇形盘管换热管；7a-U形管换热管；7b-直管换热管；8-管组支撑板；9、10-常规管箱；11、12-现有防冻型管箱；13、14-整体防冻管箱；15-连通孔；16-膜片定压破裂装置；17-密封垫；18-膜片；19-释放管；20-紧固螺栓；21-密封法兰。

具体实施方式

有关本实用新型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：

如图3A所示为本实用新型单侧整体管箱的防冻型管组示意图，在正常运行工况下介质从介质进口4进入整体防冻管箱13再进入U形管换热管7a再进入整体防冻管箱13，然后再进入U形管换热管7a后进入整体防冻管箱13，多次反复最终由整体防冻管箱13进入介质出口管2流出换热管组。

在介质冻结温度以下且系统停止运行的工况下，U形管换热管7a的壁厚相对于管箱的壁厚薄很多，其内的介质最先冻结，冻结时介质体积膨胀换热管组内压力升高，在压力达到一定数值后(此压力明显小于换热管组的破坏压力且明显大于系统的正常运行压力)膜片18破裂，介质便通过释放管19流出换热管组以达到释放压力即介质冻结膨胀体积来保护管组的作用，此过程中由于连通孔15将所有的U型管换热管7a短距离连通所以任何部分的换热管和管箱的冻结膨胀体积均可以由膜片定压破裂装置16排出。以上过程中利用了换热管的一种特性，那就是光滑管的光滑特性，介质冻结先是U形管换热管7a内壁冻结先是薄薄的一层，此时整个U形管换热管7a还有中空的未冻结通道可以将U形管换热管7a内最先冻结膨胀的体积导出，然后继续冻结到U形管换热管7a内开始有地方整个横截全部冻结的时候，光滑管的光滑特性能使得冻结的介质能被膨胀压力光滑的推到管箱内以使得换热管在任何时候都不会出现压力太高而造成破坏的情况，但光滑特性冻结的介质对换热管U型弯处不能体现(因此防冻管组至少要有一端为整体管箱型式且管箱内要开连通孔，连通孔在厚厚的防冻管箱内部是最后冻结的地方，这就使得光滑管的光滑特性在换热管组内不受约束，即便有一端为U型弯也无所谓)而管箱部分又直接和膜片定压破裂装置16连通，所以换热管和管箱及进出口管都不会因介质冻结造成整个管组冻裂失效的情况。

膜片定压破裂装置16由密封垫17、膜片18、释放管19、紧固螺栓20以及密封法兰21等部分组成，密封垫17和密封法兰21起到密封的作用防止介质在系统正常运行时泄露，紧固螺栓20保证密封垫17和法兰21的接触紧密型。在冻结工况，换热管组内的压力升高到一定程度时膜片18破裂释放换热管组内的冻结膨胀体积并由释放管19导出换热管组。

以上只是举例说明了单侧整体管箱的防冻型管组的工作原理，双侧整体管箱的防冻型管组的工作原理和特点和单侧整体管箱的防冻型管组一致，且本实用新的整体防冻管箱的数量因换热管的长度和粗糙度不定而不加以限制，在此不再繁琐说明。

综上所述，本实用新型的重点是在于通过新结构让闭式冷却塔管组实现了防冻坏，即使冬季管组内部冻结，也不会对管组造成破坏，只需要融化介质后即可以正常使用。本实用新型的新防冻坏型闭式冷却塔管组真正实现了防冻坏且克服了现有的防冻型管组安全泄压阀机械失效的缺点，以最可靠的方式保证了换热管组的安全。因此，本实用新型彻底解决了闭式冷却设备在寒冷地区的冻坏问题，其可以应用在冷却塔或空冷器冷却介质为水或其它容易冻结的介质，适用于冶金、电力、化工、炼油、制药、民用空调以及机械等行业。

以上对本实用新型的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种新型防冻坏型闭式冷却设备的换热管组，包括整体防冻管箱、介质出口、介质进口、换热管、换热管支撑和管组支架，其特征在于：所述整体防冻管箱的隔板之间设有连通孔，所述整体防冻管箱的外端装有膜片定压破裂装置，所述膜片定压破裂装置包括与所述整体防冻管箱连通的释放管，所述释放管内截面横设有膜片，所述换热管为光滑管。

2.根据权利要求1所述的新型防冻坏型闭式冷却设备的换热管组，其特征在于：所述整体换热管组至少一端具有整体防冻管箱。

3.根据权利要求1所述的新型防冻坏型闭式冷却设备的换热管组，其特征在于：所述换热管粗糙度为0.2mm以下。

4.根据权利要求1所述的新型防冻坏型闭式冷却设备的换热管组，其特征在于：所述膜片定压破裂装置还包括所述膜片与所述释放管通过螺栓和紧固法兰连接。

5.根据权利要求4所述的新型防冻坏型闭式冷却设备的换热管组，其特征在于：所述膜片两端设有密封垫。

6.根据权利要求1所述的新型防冻坏型闭式冷却设备的换热管组，其特征在于：所述膜片定压破裂装置外设有加保温装置。

7.根据权利要求1所述的新型防冻坏型闭式冷却设备的换热管组，其特征在于：所述换热管、膜片材质为铜、钛材、合金或塑料。

8.根据权利要求1所述的新型防冻坏型闭式冷却设备的换热管组，其特征在于：所述换热管为水平式、倾斜式、立式或以上型式的组合型式。

9.根据权利要求1所述的新型防冻坏型闭式冷却设备的换热管组，其特征在于：所述换热管为圆管、椭圆管或扁管。