專利名稱：順逆流互補全平衡組合式翅片管的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及熱交換設備中的換熱部件，具體為一種順逆流互補全平衡 組合式翅片管。
背景技術：
目前翅片管廣泛用于冶金、化工、電站等各種工業(yè)以及科研和民用等領域， 翅片管是直接空冷換熱設備的核心部件。現有翅片管的結構由單一基管和固定 在基管表面的翅片構成，其中基管可為多種截面形狀， 一般為圓形、橢圓或扁 形；翅片為多種形式、任意形狀的片狀結構，作用是增加基管的表面積； 一般 為金屬材料，利用金屬導熱系數高的特點，提高換熱效率。單層或多層翅片管 平行排列，在基管兩端分別使用集合管箱將基管的兩端連通構成換熱單元—— 管束，能滿足換熱要求的多個管束組合就是空冷換熱設備。空冷換熱設備通過 將空氣流過翅片管外側，使基管內部的液體或氣體介質進行冷卻或冷凝。由于 采用翅片管空氣冷卻方式可以節(jié)約大量水資源，目前電站的冷卻設備普遍采用 以翅片管為主要換熱部件的直接空冷系統(tǒng)，可以節(jié)水90%以上。翅片管的結構 形式、材質及布置方式，對換熱效率起著主要作用，換熱領域尤其在基管內為 中低壓(包括負壓)的空氣冷卻/冷凝換熱方面，大量采用非圓形截面基管，基 管采用大截面扁管具有內部截面大、介質流通阻力低、管外空氣阻力低、抗凍 變形能力強、易清洗等優(yōu)點；翅片管的布置方式則趨向于由多排小截面向單排 大截面方向發(fā)展，尤其是電站的直接空氣冷卻設備已經普遍采用以單排大扁管 為基管的翅片管組成管束的布置方式。換熱設備(尤其負壓設備)在運行過程中，由于多種原因(例如，微量泄 漏)，基管內的液體或氣體介質會帶入一些非介質不凝氣體，非介質不凝氣體在 管束內會不斷積累，越來越多。因此需要設置不凝氣體排出裝置， 一般是在管 束介質流出端設置逆流管束起到不凝氣體的分離作用，并在逆流管束的集合管 箱處連接不凝氣體排出裝置，將非介質不凝氣體排出，否則，不斷積累的非介 質不凝氣體會占據管束內部的部分空間，減小了有效換熱面積，且對管束內的 介質流動產生阻力，影響換熱效率；甚至當非介質不凝氣體積累到一定壓力時 會沿基管逆流而上，破壞換熱系統(tǒng)循環(huán)穩(wěn)定平衡。由于現有換熱設備上的翅片 管均是單基管構造，目前的空氣冷卻/冷凝換熱設備(尤其基管內真空負壓下工 作的設備)都會依據傳統(tǒng)的順逆流理論布置翅片管管束。由于結構限制及成本 的考慮， 一般采用順流管束(冷卻/冷凝后介質的流向與介質流入方向相同的管 束)和逆流管束(冷卻/冷凝后介質的流向與介質流入方向相反的管束)分區(qū)域 并列布置方式，其中各順流管束介質流出端集合管箱與逆流管束流入端集合管 箱之間相互連通。順流管束內積累的非介質不凝氣體可通過連通部位進入逆流 管束，并在逆流管束的未端排出。但這種布置方式主要存在以下不足
1.提高換熱系統(tǒng)循環(huán)穩(wěn)定平衡，是設置逆流管束的主要作用之一。但由于 順流和逆流管束分區(qū)域并列布置，存在順流管束相對逆流管束位置遠近不同， 并且通過順流和逆流管束端部的集合管箱連通，使順流管束相對逆流管束的流 通阻力不均衡，難以做到更好的壓力平衡，不平衡性可達5%以上。另外，使非 介質不凝氣體流向逆流管束部分的壓力不平衡，且流通阻力過大，無法做到高 效均勻的排出不凝氣體，造成介質在順流和逆流之間的流通阻力很大，從而， 使逆流對順流不能完全達到良好的平衡作用，加重了偏流現象(即同一截面位 置各基管內介質流速不均勻的現象)。也使換熱效率降低。2、 在穩(wěn)定運行的情況下，由于逆流管束并列布置在換熱過程的末端，使部 分逆流管束不參加換熱。從而降低了整體換熱效率，增加設備成本投入。
3、 提高防凍能力也是設置逆流的主要作用之一。目前的順流和逆流管束分 區(qū)域并列布置方式，雖然整體提高了設備的防凍能力。但是，當工作在冰點以 下環(huán)境時，逆流管束末端，局部卻極易發(fā)生凍堵現象，從而影響正常運行及造 成設備損壞。
發(fā)明內容
本實用新型為了解決由于現有翅片管為單基管構造，因而在解決換熱設備 順逆流平衡時所存在的問題，提供一種順逆流互補全平衡組合式翅片管。
本實用新型是采用如下技術方案實現的順逆流互補全平衡組合式翅片管， 由基管和固定在基管兩側的翅片構成，基管由平行的順流基管和逆流基管構成。 翅片同時跨越順流基管和逆流基管并與順流基管和逆流基管固定，這樣，順流 基管和逆流基管經翅片連接一體，使結構更合理、緊湊。為增加順流管的換熱 能力和效率，翅片寬度覆蓋順流基管和逆流基管。所述的順流基管為管內冷卻/
冷凝后介質的流向與介質流入方向相同的基管；逆流基管為管內介質流向與冷
卻/冷凝后介質流向相反的基管。本實用新型所述的翅片管由現有的單一基管變 為平行的兩個基管。在使用時，本實用新型所述翅片管構成的管束與現有單一 基管的翅片管構成的管束在結構上略有區(qū)別。本實用新型所述翅片管構成的管 束，其介質流入端的集合管箱需分割為兩個相互隔斷的腔， 一個腔與順流基管 相通，另一個腔與逆流基管相通。運行過程中，由于逆流基管和順流基管存在 一一對應關系，順流和逆流之間的流通阻力極小，流通順暢。從而管束內產生 的非介質不凝氣體可直接通過每個翅片管的逆流基管高效均勻地排出。不會造
成非介質不凝氣體的積累，因而不會對順流產生阻力，逆流對順流達到100%的平衡，循環(huán)壓力也達到100%平衡；徹底解決了由于壓力不平衡產生的偏流現象， 極大地提高了換熱效率。翅片跨越相鄰的順逆流基管，并同時附著在全部基管 的外壁上，增加了順流基管的換熱面積，使順流基管部分的換熱能力提高5%以 上，可降低設備投資成本5%以上，同時，逆流基管末端與順流基管入口端相鄰， 并通過翅片相連接，順流基管通過翅片對逆流基管有加熱作用，可以解決逆流 基管末端發(fā)生凍堵的問題。在設計時可以不受結構的限制，根據需要無級別調 整順流基管和逆流基管的截面尺寸，調整順流基管和逆流基管的截面積比，以 滿足順逆流的任意比例關系。
進一步地，順流基管和逆流基管分別從入口向出口截面逐漸變小，成互補 狀態(tài)。在滿足順逆比的條件下，針對冷卻/冷凝換熱過程中存在介質體積變化的 情況下，采用變截面基管，可降低高流速區(qū)的管內阻力，增加低流速區(qū)的管內 流速，從而提高換熱效率5%以上，降低設備成本。
本實用新型所述的順逆流互補全平衡組合式翅片管通過在現有翅片管的基 礎上增設逆流基管，從根本上改變了現有順流管束和逆流管束分區(qū)域并列布置 的換熱方式，無需逆流管束的設置，而形成一種全新的循環(huán)流程方式，非介質 不凝氣體的排出直接在管束內完成，降低了設備成本?？梢赃_到換熱設備循環(huán) 壓力的均勻平衡，克服非介質不凝氣體無法高效均勻排出造成的偏流現象，提 高設備換熱能力和換熱效率，同時有效防止設備的凍堵現象。


圖1為本實用新型所述的順逆流互補全平衡組合式翅片管的立體圖2為等截面平行布置方式的順逆流互補全平衡組合式翅片管的主視圖3為圖2的俯視圖4為圖2的左視圖；圖5為變截面互補布置方式的順逆流互補全平衡組合式翅片管的主視圖6為圖5的俯視圖7為圖5的左視圖中l(wèi)-順流基管，2-逆流基管，3-翅片。
具體實施方式

順逆流互補全平衡組合式翅片管，由基管和固定在基管兩側的翅片3構成， 基管由平行的順流基管1和逆流基管2構成。翅片3同時跨越順流基管1和逆 流基管2并與順流基管和逆流基管固定。為增加順流管的換熱能力和效率，翅 片3寬度覆蓋順流基管1和逆流基管2?；芸蔀榈冉孛娼Y構或變截面結構，采 用變截面結構時，順流基管l和逆流基管2分別從入口向出口截面逐漸變小， 成互補狀態(tài)。本具體實施方式
順流基管1和逆流基管2選用扁管且順流基管1 和逆流基管2截面寬度相同，高度可調，以降低高流速區(qū)的管內阻力，增加低 流速區(qū)的管內流速，從而提高換熱效率5%以上，降低設備成本。同時可滿足順 逆流基管有效換熱外表面積的任意比例關系。基管材質可為適宜的任意種類材 質或復合材質，基管(扁管)可根據需要任意長度?；苤圃旃に嚳蔀橛锌p管 或無縫管等任意適合的方法。翅片同時跨越兩層扁管，附著在扁管側面，翅片 形狀可為任意形狀，翅片材料可為適宜的任意種類材質或復合材質?；芘c翅 片的連接，可為采用適宜的任意工藝方法，例如浸焊、釬焊等。順流基管l和 逆流基管2從入口向出口高度逐漸變小并且截面互補，即保持順流基管和逆流 基管的總高度不變。使翅片管的形狀整齊、規(guī)范，結構合理，便于管束的制造。
權利要求1、一種順逆流互補全平衡組合式翅片管，由基管和固定在基管兩側的翅片(3)構成，其特征為基管由平行的順流基管(1)和逆流基管(2)構成。
2、 如權利要求l所述的順逆流互補全平衡組合式翅片管，其特征為翅片(3)同時跨越順流基管(1)和逆流基管(2)并與順流基管和逆流基管固定。
3、 如權利要求1或2所述的順逆流互補全平衡組合式翅片管，其特征為 翅片(3)寬度覆蓋順流基管(1)和逆流基管(2)。
4、 如權利要求1或2所述的順逆流互補全平衡組合式翅片管，其特征為順流基管(1)和逆流基管(2)分別從入口向出口截面逐漸變小。
5、 如權利要求3所述的順逆流互補全平衡組合式翅片管，其特征為順流基管(1)和逆流基管(2)分別從入口向出口截面逐漸變小。
6、 如權利要求1或2所述的順逆流互補全平衡組合式翅片管，其特征為 順流基管(1)和逆流基管(2)為扁管且順流基管(1)和逆流基管(2)截面 寬度相同，順流基管(1)和逆流基管(2)分別從入口向出口高度逐漸變小并 且截面互補，即保持順流基管和逆流基管的總高度不變。
7、 如權利要求3所述的順逆流互補全平衡組合式翅片管，其特征為順流 基管(1)和逆流基管(2)為扁管且順流基管(1)和逆流基管(2)截面寬度 相同，順流基管(1)和逆流基管(2)分別從入口向出口高度逐漸變小并且截 面互補，即保持順流基管和逆流基管的總高度不變。
專利摘要本實用新型涉及熱交換設備中的換熱部件，具體為一種順逆流互補全平衡組合式翅片管。解決由于現有翅片管為單基管構造，因而在解決換熱設備順逆流平衡時所存在的問題。由基管和固定在基管兩側的翅片構成，基管由平行的順流基管和逆流基管構成。本實用新型所述的順逆流互補全平衡組合式翅片管通過在現有翅片管的基礎上增設逆流基管，從根本上改變了現有順流管束和逆流管束分區(qū)域并列布置的換熱方式，無需逆流管束的設置，非介質不凝氣體的排出直接在管束內完成，降低了設備成本?？梢赃_到換熱設備循環(huán)壓力的平衡，克服非介質不凝氣體無法高效均勻的排出造成的偏流現象，提高設備換熱能力和換熱效率，同時有效防止設備的凍堵現象。
文檔編號F28F1/24GK201311223SQ20082010653
公開日2009年9月16日 申請日期2008年11月7日 優(yōu)先權日2008年11月7日
發(fā)明者李仲琪 申請人:李仲琪