專利名稱：：一種新型冷凝器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種冷凝(冷卻)器，特點(diǎn)在于可分別或同時(shí)使用空氣和水作為冷源。又可稱之為<雙冷源冷凝(冷卻)器'。
背景技術(shù)：
：冷凝(冷卻)器是制冷空調(diào)、石油煉制、化工生產(chǎn)的最重要的靜設(shè)備。它的性能對(duì)過程的節(jié)能減排有極其重要的作用。目前，常規(guī)冷凝(冷卻)器都是使用單一冷源，如制冷行業(yè)中分別有空冷冷凝器和水冷冷凝器；石油、化工行業(yè)中空冷和水冷也都是分別在不同的兩個(gè)冷換裝置內(nèi)完成的。由于空冷在節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性上的優(yōu)點(diǎn)，空冷技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。比如在民用空調(diào)、車輛空調(diào)和冰柜上大量采用空冷。但由于冷凝溫度偏高，能效比較低。而在冷庫(kù)、速凍機(jī)械、大型中央空調(diào)等方面水冷還是首選方式。在石化工業(yè)中，空冷技術(shù)多年來未能推丌，到目前，尚只局限用于少數(shù)工位上，如塔頂餾出物空冷器。制約空冷技術(shù)推廣應(yīng)用的原因有三個(gè)1.介質(zhì)的冷卻終溫受環(huán)境影響過大，在我國(guó)大部分地區(qū)年最高和最低氣溫差可高達(dá)50°C，必將影響到介質(zhì)的冷卻終溫，使冬夏兩季的運(yùn)行工況差異很大；2.現(xiàn)有空冷器的冷卻終溫過高，采用現(xiàn)有的空冷設(shè)備，其冷端端部溫差(又名接近溫度，指空氣進(jìn)口溫度和介質(zhì)出口溫度之差)一般在15"C以上，這意味著，當(dāng)空氣干球溫度達(dá)40。C時(shí)，冷介質(zhì)的出口溫度要高達(dá)55"C以上，顯然不能滿足石化工藝對(duì)介質(zhì)冷卻終溫(一般應(yīng)小于45"C)的要求，因此，塔頂餾出物經(jīng)帶霧化冷卻的空冷后，還需要采用后冷器(水冷)，進(jìn)行進(jìn)一步冷卻；3.現(xiàn)有空冷器的總傳熱系數(shù)K值過低(一般不到100wAf'K)，使空冷器的緊湊性很低，占地面積太大，在裝置內(nèi)布置有困難。水冷的優(yōu)點(diǎn)是1.介質(zhì)的冷卻終溫受環(huán)境影響不大，使冬夏兩季的運(yùn)行工況差異很小。2.在使用常規(guī)管殼式換熱器條件下，端部溫差可達(dá)UrC左右，介質(zhì)的冷卻終溫可達(dá)45"C左右，可有效的滿足大多數(shù)的工藝要求。3.總傳熱系數(shù)較高，一般可達(dá)IOOOw/M"K左右，冷換設(shè)備緊湊性高，易于在裝置內(nèi)布置。水冷的主要缺點(diǎn)是要消耗大量的水資源、要產(chǎn)生大量的污水環(huán)保壓力大、運(yùn)行費(fèi)用高。由申請(qǐng)人研發(fā)的帶翅片的螺旋板殼式換熱器，在中國(guó)石化楊子戸油化工股份有限公司氣體脫硫裝置中的運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，由于在氣側(cè)設(shè)置翅片，水側(cè)選擇了適宜的結(jié)構(gòu)參數(shù)，使兩側(cè)都進(jìn)行了強(qiáng)化，使冷端氣-液兩介質(zhì)的溫差只有3"C左右，而且，這一溫差是在平均對(duì)數(shù)溫度差只有2.7°C，且傳熱總系數(shù)K平均高達(dá)1686w/rrf。k下取得的。這表明，只要技術(shù)措施得當(dāng)，制約空冷技術(shù)推廣應(yīng)用的三個(gè)原因中的第2，3兩個(gè)原因可望被解決。
發(fā)明內(nèi)容制約空冷技術(shù)推廣應(yīng)用的原因有三個(gè)中的第1個(gè)原因?qū)儆谧匀涣?，在它面前我們只有順從、?guī)避。我們的能動(dòng)性在于，可將空冷和水冷取長(zhǎng)補(bǔ)短達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，將空-水雙冷源連袂在同一個(gè)冷凝(冷卻)器中，這樣，我們就可以根據(jù)工藝要求和氣溫的不同，分別或同時(shí)使用空氣和水作為冷源，來應(yīng)對(duì)氣溫的變化。雙冷源冷凝(冷卻)器，特別適合于我國(guó)的氣候條件。我國(guó)大部分地區(qū)處于溫帶和亞熱帶，南方小部分地區(qū)處于熱帶，'北部近寒帶，東北夏短而溫涼，冬長(zhǎng)而寒冷，西北內(nèi)陸干旱少雨，全國(guó)降雨量不均衡，豐水期多處于高溫的夏季，大部分地區(qū)日最高溫度在30°C以上的時(shí)間不到四個(gè)月(小滿-處暑相當(dāng)于5月中旬到9月初)。在這四個(gè)月中，宜于采用水冷，而這期間正值豐水期。而其余8個(gè)月中可采用空冷(冬季)或空-水雙冷(春秋兩季)。根據(jù)氣溫和降雨量?jī)?yōu)化選擇冷源，增加了操作的彈性，在滿足工藝要求的前提下，達(dá)到節(jié)能減排，可取得相得益彰之效，是本發(fā)明的最大優(yōu)點(diǎn)?？?水雙冷源冷凝(冷卻)器結(jié)構(gòu)上屬于螺旋板殼式換熱器，其特征在于它是一個(gè)三股流螺旋板殼式換熱器，具有互不相通的并行的三條螺旋道和三對(duì)配流室，流道間設(shè)置定距器件，也可設(shè)置翅片來擴(kuò)展二次換熱面，可以有全水冷、空-水冷、全空冷三種操作模式，送風(fēng)方式有正壓鼓風(fēng)和負(fù)壓吸風(fēng)兩種，風(fēng)機(jī)可選用離心和軸流風(fēng)機(jī)中的一種。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖1是圖2的仰視圖，圖2是空-水雙冷源冷凝(冷卻)器的正視圖，圖3是圖2的M-M剖視圖，圖4是圖2A部放大圖，圖5是圖4B向視圖。圖中1.工質(zhì)配流室底蓋，2.冷卻水配流室底蓋，3.空氣配流室底蓋，4.工質(zhì)出口，5.冷卻水1進(jìn)口，6.冷卻水2進(jìn)口，7.風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)，8.風(fēng)機(jī)外殼，9.風(fēng)出口管，10.工質(zhì)蒸汽進(jìn)口，ll.冷卻水l出口，12.工質(zhì)配流室，13.冷卻水1配流室，14.冷凝器外殼，15.換熱芯，16.工質(zhì)配流室頂蓋，17.冷卻水2出口，18空氣配流室(冷卻水2配流室)，19.股流間隔板，20.弓形封板，21.封條，22.傳熱基板，23.工質(zhì)流道，24.冷卻水1流道，25.空氣流道(冷卻.水2流道)。空-水雙冷源冷凝(冷卻)器可以水平安裝，但首選豎直安裝。(參見附圖)在冷凝器外殼14內(nèi)為換熱芯15，它是將三塊傳熱基板22悍在一個(gè)中心管上，在專用的巻床上，巻制成為并行的三條螺旋道，螺旋道的寬度是由定距器件來保證的，為擴(kuò)展二次傳熱面，傳熱基板上可設(shè)置翅片，巻好的螺旋體根據(jù)流體流動(dòng)的需要，用封條21封堵，以上是熟知技術(shù)，無需贅述。制成的換熱芯15具有三股流的功能，它們分別是介質(zhì)、冷卻水和空氣。換熱芯15通過弓形封板20、股流間隔板19與冷凝器外殼14焊接，、在冷凝器的兩端形成三個(gè)互不相通的工質(zhì)配流室12，冷卻水配流室13和空氣^流室18。為避免流體短路，兩端三個(gè)配流室相互錯(cuò)位(參見圖l、圖3)。對(duì)應(yīng)于工質(zhì)配流室12的工質(zhì)流道23是開口的，而冷卻水流道24和空氣流道25則用封條21焊合封堵；對(duì)應(yīng)于冷卻水配流室13的冷卻水流道24是開口的，而工質(zhì)流道23和空氣流道25則用封條21焊合封堵；同樣，對(duì)應(yīng)于空氣配流室18的空氣流道25是開口的而工質(zhì)流道23和冷卻水流道24則用封條21焊合封堵。工質(zhì)是第一股流，汽態(tài)工質(zhì)從工質(zhì)蒸汽進(jìn)口IO進(jìn)入到工質(zhì)配流室12,這時(shí)，工質(zhì)配流室頂蓋16和工質(zhì)配流室底蓋1是密封的。與之對(duì)應(yīng)的第2、5、8、11……圈流道(由外圈向內(nèi)按序編-以下相同)是開口的，介質(zhì)蒸汽通過傳熱基板22被冷凝(冷卻)，由上向下流動(dòng)，按實(shí)線箭頭流到底部的配流室12中(參見圖4)，為防止短路，頂部和底部的配流室是錯(cuò)位的，被冷凝(冷卻)的液態(tài)工質(zhì)由工質(zhì)出口4外排。'冷卻水1是第二股流，它由冷卻水1進(jìn)口5進(jìn)到冷卻水1配流室13中，這時(shí)，冷卻水配流室沒有頂蓋，頂冷卻水配流室底蓋2則是密封的。與之對(duì)應(yīng)的第l、4、7、10……圈流道是開口的，冷卻水'1通過傳熱基板22被加熱由下向上流動(dòng)，按長(zhǎng)虛線箭頭(參見圖4)流到頂部的冷卻水配流室13中，最后由冷卻水出口11溢流外排。這一流道也可以用空冷代替水冷。操作辦法如下關(guān)閉冷卻水進(jìn)口閥(圖中未示)，將這一流道中的冷卻水排盡，卸下冷卻水配流室底蓋2，關(guān)閉冷卻水溢流出口閥門(圖中未示)，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)7，在風(fēng)機(jī)作用下，冷風(fēng)由冷卻水配流室13和與之相對(duì)應(yīng)的第1、4、7、10……圈流道由下向上，也是按長(zhǎng)虛線箭頭(參見圖4流動(dòng))，通過傳熱基板22被加熱，最后從風(fēng)出口管9外排。將熱量帶走?？諝馐堑谌闪?，但圖l、2、3所示的這一流道走的并不是空氣，和第二股流一樣也為冷卻水，為區(qū)別稱為冷卻水2，由冷卻水2進(jìn)口6進(jìn)到空氣配流室(冷卻水2配流室)18中，這時(shí)，空氣配流室(冷卻水2配流室)沒有頂蓋，而空氣配流室底蓋3則是密封的。與之對(duì)應(yīng)的第3、6、9、12……圈流道是開口的，冷卻水2通過傳熱基板22被加熱由下向上流動(dòng)，按短虛線箭頭(參見圖4)流到頂部的空氣配流室(冷卻水2配流室)18中，最后由冷卻水2出口17溢流外排。這一流道也可以用空冷代替水冷。操作辦法如下關(guān)閉冷卻水2進(jìn)口閥(圖中未示)，將這一流道'中的冷卻水排盡，卸下空氣配流室底蓋3，關(guān)閉冷卻水2溢流出口17閥門(圖中未示)，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)7，在風(fēng)機(jī)作用下，冷風(fēng)由空氣配流室(冷卻水2配流室)18和與之相對(duì)應(yīng)的第3、6、9、12……圈流道由下向上，也是按短虛線箭頭(參見圖4)流動(dòng)，通過傳熱基板22被加熱，最后從風(fēng)出口管9外排。將熱量帶走。本發(fā)明可提供以下三種操作模式:<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>按上述推薦適用的氣候條件，我國(guó)的大部分地區(qū)，全年中需要全水冷的時(shí)l'曰，大約只有三-四個(gè)月，而這時(shí)正值我國(guó)的豐水期，不僅可調(diào)節(jié)水平衡，而且有效的促進(jìn)節(jié)能減排。權(quán)利要求1.一種新型冷凝器，結(jié)構(gòu)上屬于螺旋板殼式換熱器，其特征在于它是一個(gè)三股流螺旋板殼式換熱器，具有互不相通的并行的三條螺旋道和三對(duì)配流室。2.—種如權(quán)利要求1所述的一種新型冷凝器，其特征在于可以采用水平或豎直安裝，首選豎直安裝。3.—種如權(quán)利要求1所述的一種新型冷凝器，其特征在于各流道間設(shè)置有定距器件，也可設(shè)置翅片來擴(kuò)展二次換熱面。4.一種如權(quán)利要求1所述的一種新型冷凝器，其特征在于可以有全水冷、空-水冷、全空冷三種操作模式，可因氣溫變化選擇最佳操作模式。5.—種如權(quán)利要求1和4所述的一種新型冷凝器，其特征在于送風(fēng)方式有正壓鼓風(fēng)和負(fù)壓吸風(fēng)兩種，風(fēng)機(jī)可選用離心和軸流風(fēng)機(jī)中的一種。全文摘要本發(fā)明涉及一種新型冷凝器，是一種螺旋板殼式結(jié)構(gòu)。其特征在于它是一個(gè)三股流螺旋板殼式換熱器，具有互不相通的并行的三條螺旋道和三對(duì)配流室，流道間設(shè)置定距器件，也可設(shè)置翅片來擴(kuò)展二次換熱面，可以有全水冷、空-水冷、全空冷三種操作模式。目前，常規(guī)冷凝(冷卻)器都是使用空冷或水冷作為單一冷源。單獨(dú)使用互有優(yōu)缺點(diǎn)。而空、水雙冷源可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍鉁負(fù)駜?yōu)選擇運(yùn)行模式，在確保機(jī)組能效的前提下達(dá)到節(jié)能減排的目的。文檔編號(hào)F28B1/06GK101368776SQ200810021299公開日2009年2月18日申請(qǐng)日期2008年8月8日優(yōu)先權(quán)日2008年8月8日發(fā)明者吳植仁申請(qǐng)人:吳植仁