CN85104424B - 空气冷却式表面冷凝器 - Google Patents

Abstract

本发明为一具有冷凝器部件的空气冷却式表面冷凝器，冷凝器部件的带横肋片的热交热器管的横截面在冷空气气流方向延伸很长且端部为圆形。热交换器管仅在冷空气气流方向上横向排列延伸管列。一种大大提高了散热系数的建造方式采用了楔形管截面，对着冷却空气的管子前部的宽度Ｂ小于管子后部的宽度Ｂ₁。

Description

空气冷却式表面冷凝器

本发明涉及这样的空气冷却表面冷凝器，其冷凝器部件有带横肋片的热交流器管，这些管有一个在冷空气气流方向上细长且端部为圆形的横截面，截面的纵向延伸是其最大宽度延伸的好几倍。这些管只配置在向冷空气气流方向横向延伸的管列上，而且热交流器管在冷空气气流方向上有一个平缓变化、而两侧面对称于中心纵平面的横截面。

按照DE-AS2144465这样的表面冷凝器属于现有技术。在一台这样的表面冷凝器中所使用的热交换器管，其横截面的最大长度与最大宽度之比约为常用的椭圆形肋管的2至3倍。因此能够冷凝的蒸汽量与由三个或更多个在冷空气气流方向前后依次排列的常用管子所能冷凝的蒸汽量相同。然而与常用管相比，它具有这样的优点，即在管子的任何位置在管子横截面各处形成压力平衡。因此在对着冷空气气流方向的管前区的蒸汽冷凝象气流后部管区一样，刚好在管子同一截面完成。因此产生死区的危险大大减小，甚至完全消除。这样的长宽比造成很大的管内横截面。“与用多个在冷空气气流方向上前后依次排列并具有横截面总和与其相同的热交换器管相比，由于前者有较大的液压直径而减小了流体压力损失。”

尽管其横截面细长，这类热交换器管却具有很高的横截面稳定性。并且能够按所要求的精度制造，而无扭曲或变形的危险。其横截面稳定性是如此之高，以至于不需进一步镀锌或进行其他热处理。此外，这种管子可以在很长的情况下，例如10米，毫无困难地用已有的肋片拉拔机进行加肋。

虽然已证明内长与内宽之比为8∶1或更大一些的热交换器管基本上是可行的，但它的部件在实践中已表明，其散热系数还不够高。

本发明是根据这一任务提出的，即提高本说明书第一段所述空气冷却式表面冷凝器的散热系数。

本发明任务的解决措施在于，其空气冷却式表面冷凝器特征在于热交换器管的截面从一个端部到另一个端部是均匀地减小的，在朝向冷空气气流的管子前部处的横截面宽度小于管子后部处的横截面宽度。肋片对于热交换器管在冷却空气气流方向上偏心设置，即伸出管子后部处的肋片长为在管子前部处的前面的肋片长的2至3倍。

这类热交换器管的横截面在冷空气气流方向均匀变化，于是产生了横截面的不断增大，这种布置是基于努力研究的结果，根据这些研究，在加速气流区的散热系数显著高于减速气流区。加速气流区的散热系数显著高的原因是由于边界层变薄，至少是由于与非加速区或甚至减速区相比，边界层厚度非常缓慢地增加。

在这种情况下，热交换器管侧壁在管两端间的整个长度上可以做成平直的或略向外隆起的。

每个热交换器管的横截面周长与管前部处的横截面宽度之比约为80∶1至160∶1，以及热交换器管的蒸汽进气横截面的长宽比平均为8∶1至16∶1，有助于带肋片的热交换器管在其长度为8至12米时能自己支撑，而无须使用附加的支架。

肋片对于热交换器管在冷却空气气流方向上偏心设置，即伸出管子后部处的肋片长约为在管子前部处的前面的肋片长的2至3倍，这一特征是特别有益的。它出自下面所述的认识：在冷空气气流方向后面的热交换器管部位上，冷空气已受热到温度很高，致使在冷空气温度与肋片表面温度之间只有很小的温差。因而这些部位肋片表面冷却也较慢。因此，尽管远离热交换管的肋片区肋片传热系数较低，但在该处仍有较高的温度，因而与冷空气流前侧处管区的情况相比，远离热交换管的肋片区与热交换器管之间的温差要小得多。在前侧由于与冷却空气的温差较大而使肋片的冷却作用较强。

最后，本发明的一个更为有用的实施例特征在于，大约在热交换器管的横截面中心处贯穿整个管子长度设置一个在紧靠一侧管壁外钻有一排透孔的隔离壁。这类隔离壁一方面能提高热交换器管的稳定性，另一方面它的作用是虽然使在热交换器管中形成的冷凝液分成两股流动，但却使在某个半管中多余的蒸汽能通过透孔进入另一半管中。这种带有透孔的隔离壁的热交换器管的优点是：在管的两半区形成死区与无隔离壁的管子相同，而对于冷凝液的分开收集与两个单独的管子相同。因此保留具有最好的冷凝效果的那一半管子的阻塞较小的优点，因为一部分冷凝液停留在管子的中间，而不滞留在热交换器管壁最大热流密度通过的地方。

本发明的热交换器管可用不同方法制造，可将现有的隔离壁用不同方式装入。例如将隔离壁事后装入一个已制好的管中并加以固定是可能的。当热交换器管包括隔离壁分别已由金属板卷成时，这样做是有利的。此时楔形热交换器管可用金属平板通过相应的弯曲成型来制造，而与是否已预先安装隔离壁无关。

通过在下面附图中描述的实施例详细解释本发明。其中

图1是一带肋片的热交换器管的示意横截面图，

图2是热交换器管的另一种实施例的部分截面的放大图，

图3是图2热交换器管沿Ⅲ-Ⅲ线的纵截面图。

在图1的示意横截面图中描绘的热交换器管1构成一个空气冷却表面冷凝器元件。带有矩形肋片2的热交换器管1端部是圆形，需要时它通过终端室与蒸汽分配器管道、冷凝液收集管道或排气管道相连接。在每个冷凝部件中只逐个相邻地安装一排向冷空气气流方向横向延伸的加肋冷凝器管。

热交换器管1在冷空气气流方向有一个细长的、其宽度从一个端部到另一端部是均匀地增大的而末端呈圆形的横截面。热交换器管1的侧壁3略向外隆起。热交换器管1具有一个在冷空气气流方向平缓变化而两侧面对称于中心纵平面MLE的横截面。迎着流来的冷空气的管前部4处的横截面宽度B小于管子后部5处的横截面宽B₁。

热交换器管1的蒸汽进汽横截面有一个平均值为8∶1至16∶1的长宽比，由此，管横截面周长与管前部4的横截面宽度B之比约为80∶1至160∶1。

图1进一步表明，在冷空气的气流方向上，肋片2与热交换器管1是偏心排列的，偏心的量为：管子后部5后面伸出的肋片长度L₂约为管子前部4前面的肋片长度L₁的两到三倍。

同时图1示出了一种热交换器管的实施方式，这种热交换器管的总横截面没有任何内部构件。而图2和图3则示出一种带有内部构件的热交换器管6的实施方式。这些内部构件是由隔离壁7构成的，隔离壁在中心横截面MQE处横贯整个热交换器管6的全长。隔离壁7在热交换器管6的纵向上相互排列许多偏心透孔8。这些形状近乎U形的孔8在隔离壁7上要这样排列，以使产生的冷凝液能在两个半管9、10中分开流动。然而来自冷空气方向后部的半管10的过量蒸汽可以经透孔8流至另一半管9中。

热交换器管1，6，还包括带有透孔的隔离壁7的制造是用金属平板通过成形弯曲来实现的。此外，为了固定隔离壁7折弯区的自由钢板边缘，只需要一个焊接处14（图2）。

Claims (4)

1、一种空气冷却表面冷凝器，其冷凝部件有带横肋片的热交换器管，这些管有一个在冷空气气流方向上细长且端部为圆形的横截面，截面的纵向长度是其最大宽度的好几倍，这些管子构成在冷空气气流方向横向延伸的一排管列，而且热交换器管在冷空气气流方向上有一个平缓变化，且两侧面对称于中心纵平面的横截面，其特征在于热交换器管（1，6）的横截面宽度从一个端部到另一个端部是均匀增大的，在朝向冷空气气流的管子前部（4）处的横截面宽度小于管子后部（5）处的横截面宽度，管上肋片（2）对于热交换器管（1，6）在冷空气气流方向上偏心设置，伸出管子后部（5）处肋片长为在管子前部（4）处的前面的肋片长的2至3倍。

2、按照权利要求1所述的表面冷凝器，其特征在于，每个热交换器管（1，6）的横截面的周长与管前部（4）处的横截面宽度之比为80∶1至160∶1。

3、按照权利要求1或2所述的表面冷凝器，其特征在于，热交换器管（1，6）的蒸汽进气横截面的长宽比为8∶1至16∶1。

4、按照权利要求1所述的表面冷凝器，其特征在于，在热交换器管（6）的横截面中心处，贯穿整个管子长度设置一个在紧靠一侧管壁（3）处钻有一排透孔（8）的隔离壁（7）。

Images