專利名稱：一種螺旋板翅式空冷器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用空氣作為冷卻介質(zhì)的空冷器。
背景技術(shù)：
空冷器是一種用空氣作為冷卻介質(zhì)的換熱器，廣泛用國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門。如石油 化工的塔頂空冷器、發(fā)電廠凝汽器、電力變壓器的油冷卻器、工業(yè)用暖風(fēng)機(jī)、空 調(diào)室外機(jī)的冷凝器及室內(nèi)機(jī)的蒸發(fā)器、風(fēng)機(jī)盤管和汽車水箱等等。
世界上第一臺(tái)工業(yè)空冷器是由德囪'GEA公司于1939首次在發(fā)電廠應(yīng)用，迄今 為止己有近70年的歷史?；痣姀S空冷技術(shù)，經(jīng)歷了容量由小到大，技術(shù)上不斷 成熟，應(yīng)用地區(qū)不斷擴(kuò)大，人們的重視程度不斷提高的過程。目前，電廠空冷系 統(tǒng)有1.直接空冷系統(tǒng)(又稱空冷島，簡(jiǎn)稱ACC ) ; 2.采用表面式凝汽器的間接 空冷系統(tǒng)(即哈蒙系統(tǒng))；3.釆用混合式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)(即海勒系統(tǒng))。 三種系統(tǒng)都已得到成功的應(yīng)用'。目前，在國(guó)際市場(chǎng)上直接空冷與間接空冷的比例 是6: 4。鑒于間接空冷系統(tǒng)具有噪音低的優(yōu)點(diǎn)，哈蒙間接空冷系統(tǒng)具有不消耗 電力的優(yōu)點(diǎn)，海勒間接空冷系統(tǒng)具有占地面積少，投資較低的優(yōu)點(diǎn)，近來擬建空 冷電站釆用間接空冷系統(tǒng)的比例有上升的趨勢(shì)。、
按傳熱元件分，空冷器可以分為板式和管式兩大類。由于結(jié)構(gòu)原因，目前的 板式空冷器，只能用于熱負(fù)荷不大的場(chǎng)合。
由于現(xiàn)有的大中型空冷器100%采用翅片管式，故國(guó)內(nèi)外一些權(quán)威、經(jīng)典的有 關(guān)換熱器的教科書和參考書中，是這樣來定義空冷器的，"空冷器是以空氣為冷 卻介質(zhì)，橫掠翅片管外，使管內(nèi)高溫流體得到冷卻或冷凝的設(shè)備"。這樣定義有 片面性。使人們產(chǎn)生了一個(gè)認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)，似乎，空冷器只能釆用翅片管作為換 熱元件。我們認(rèn)為，適宜的表述應(yīng)該是"空冷器是以空氣為冷卻介質(zhì)，通過間 壁，使高溫流體得到冷卻或冷凝的設(shè)備"?？绽淠鞯某崞埽l(fā)展經(jīng)歷了三 個(gè)階段，從上世紀(jì)50年代的多排圓形翅片管，到70年代的雙排橢圓形翅片管， 然后到90年代的單排扁平管，性能上不斷提高。然而扁平管的制造工工藝十分 煩瑣。要經(jīng)過扁管成形、高頻'焊接、噴鋁、穿套翅片、保護(hù)焊接等多道工序。
目前，世界上最大的直接空冷機(jī)組為英國(guó)(uk) langage電站850Mw空冷機(jī) 組。哈蒙式間接空冷機(jī)組為南非kendal (肯達(dá)爾)發(fā)電廠6 x 690Mw機(jī)組，海 勒式間接空冷機(jī)組為陽城電廠二期2 x 600Mw機(jī)組。發(fā)電廠空冷凝汽器仍在繼 續(xù)發(fā)展。GEA公司認(rèn)為，該系統(tǒng)可以用到1 2 0萬KW以上的機(jī)組上?；鹆Πl(fā)電廠 改用空冷后， 一般都可節(jié)水90%以上。1948年美國(guó)Texco Corpus Christ煉油廠 以全空冷取代了水冷，即出現(xiàn)了 "全空冷"煉油廠。此后，陸續(xù)在美國(guó)和俄、德、 日、法、加等國(guó)家的一些煉油/",得到了應(yīng)用。近兩年空冷系統(tǒng)又被用于大型水 電站、火電站的冷卻(如三峽和龍灘70萬千瓦水輪機(jī)組，大同二電廠二期60 萬千瓦汽輪機(jī)組發(fā)電機(jī)本體等)，以代替水冷或氫冷。這是空冷技術(shù)又一有待開 發(fā)的市場(chǎng)。
隨著我國(guó)電源建設(shè)不斷發(fā)展，水資源不足已成為制約我國(guó)電力工業(yè)可持續(xù)發(fā) 展的重要因素之一。我國(guó)"三北"地區(qū)富煤缺水，為保證"三北"地區(qū)電力工業(yè)可持續(xù)發(fā)展，按國(guó)家政策要求，北方干旱缺水地區(qū)(主要是內(nèi)蒙、山西、陜西等 地)新上火電機(jī)組必須是大型空冷機(jī)組。原有大中型水冷機(jī)組改空冷機(jī)組也被提 上議事日程。這一政策促進(jìn)了近年來我國(guó)空冷技術(shù)的大發(fā)展，在引進(jìn)消化吸收的 基礎(chǔ)上，單排管制造技術(shù)國(guó)內(nèi)已經(jīng)掌握，并已形成規(guī)模。
實(shí)踐證明，空冷技術(shù)節(jié)水效果明顯。以2 x 600MW空冷機(jī)組工程為例，濕冷機(jī) 組水耗量2600mVh,空冷機(jī)組水耗量520 m7h,預(yù)計(jì)每年將比濕冷才幾組節(jié)水1500 萬噸，節(jié)水效益非常明顯。
但是，這一有效的節(jié)水技術(shù)，在推廣中受到制約，這是由于現(xiàn)有空冷器的缺點(diǎn) 是造價(jià)高、耗費(fèi)材料多、占地面積大、運(yùn)行費(fèi)用高。 一個(gè)2*60萬千瓦機(jī)組的空 冷設(shè)備造價(jià)約1. 7億元，而水冷設(shè)備只需要1. 2億元；煤耗高，每年會(huì)多消耗電 力6000萬度，約合2000萬元。因此，電力工業(yè)中的空冷局限于我國(guó)富煤缺水的 "三北"地區(qū)；石化工業(yè)，尚只局限用塔頂餾出物空冷的少數(shù)工位上。造價(jià)高的 根源在于，現(xiàn)有空冷設(shè)備換熱無件的技術(shù)性能偏低(1 )總傳熱系數(shù)K低于8 0 w / m 2 ° K ,(據(jù)報(bào)導(dǎo)，哈空調(diào)生產(chǎn)的單排管，在2m / s的風(fēng)速下傳熱系數(shù)只 有35. 35w/(m . k)。)加上熱負(fù)荷巨大，使空冷器所需換熱面積十分龐大， 如大二電站的空冷凝汽器總散熱面積離達(dá)153萬m、 ( 2 )冷端端部溫差(空氣 進(jìn)口溫度和凝水出口溫度之差) 一般在2 5T以上，不能滿足石化工藝對(duì)冷介質(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；大型發(fā)電廠空冷器的冷端端部溫 差高達(dá)3 5。C以上，不能滿足電力工業(yè)盡量降低汽輪機(jī)乏汽壓力的要求，特別 是在夏季會(huì)顯著減少機(jī)組的滿發(fā)時(shí)間；(3 )換熱元件的緊湊性低(翅片管一般 為300-600m7m3),使空冷器體積過大，設(shè)備很重，材料消耗驚人，初期投資巨 大(2*60萬千瓦機(jī)組所有設(shè)備和鋼結(jié)構(gòu)總重約5600余噸)；(4 )翅片管的制 造流程較長(zhǎng)，工藝復(fù)雜，制造成本很高。2*60萬千瓦機(jī)組空冷機(jī)組的成本結(jié)構(gòu) 中，翅片管束就占65%左右，如管束i"介格不降，則空冷器的降價(jià)空間不大。
上述由于換熱元件的技術(shù)性能偏低帶來空冷設(shè)備的缺點(diǎn)，只有通過技術(shù)進(jìn) 步，才能解決。鑒于國(guó)內(nèi)直接空冷電廠的快速發(fā)展，研究開發(fā)適合我國(guó)國(guó)情的空 冷凝汽器意義重大。國(guó)內(nèi)現(xiàn)有空冷基本上都是采用進(jìn)口技術(shù)，研發(fā)能適應(yīng)我國(guó)環(huán) 境特點(diǎn)、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的空冷凝汽器，具有巨大的市場(chǎng)潛力和發(fā)展前景。
本發(fā)明的任務(wù)，在于尋求一種總傳熱系數(shù)大、冷端端部溫差小、換熱元件的 緊湊性高、制造成本低和運(yùn)行費(fèi)用少的新型空冷器。
由申請(qǐng)人研發(fā)的一種帶翅片的螺旋板殼式氣體冷卻器，在中國(guó)石化楊子石油 化工股份有限公司氣體脫硫裝置中的運(yùn)行的結(jié)果，使我們看到了完成上述任務(wù)的 技術(shù)上的可能性。工業(yè)裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，由于設(shè)置了翅片，螺旋板殼式換熱器 的換熱芯又選擇了合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)，使冷端氣-液兩介質(zhì)的溫差只有3°C左右， 而且，這一溫差是在傳熱總系數(shù)K (只計(jì)基板的面積)平均高達(dá)1686w/W°k下取 得的。(如計(jì)翅片的面積，K值則為4'8 4. 6w/m2°k),較之現(xiàn)有的空冷元件 高十多倍，盡管前述氣體脫硫裝置中，干氣是被冷卻，而S冷中空氣是被加熱， 兩者的工況有差異，不能完全套用K值和端部溫差的數(shù)據(jù)作為設(shè)計(jì)依據(jù)，考慮到 加熱和冷卻是個(gè)可逆過程，它們間是大同小異，數(shù)據(jù)級(jí)有參考價(jià)值。當(dāng)兩流道中 都設(shè)置翅片后，其緊湊性可高舉4 0 0 0 ~ 5 5 0 Q m2/m3,且制造流程很短， 工藝簡(jiǎn)單，制造成本低廉。為空冷技術(shù)提供一種理想性價(jià)比的換熱元件展現(xiàn)了 廣闊的前景。本發(fā)明的任務(wù)，在于尋求一種總傳熱系數(shù)大、冷端端部溫差小、換熱元件的 緊湊性高和制造成本低的螺旋板翅式空冷器。它是由外殼，螺旋板翅式空冷單元， 不凝氣抽氣管系，風(fēng)扇和其他結(jié)構(gòu)件所組成。其特征在于，在殼體內(nèi)，設(shè)置有一 個(gè)或多個(gè)螺旋板翅式空冷單元，為排除不凝氣，在一些螺旋板翅式換熱單元中， 設(shè)置抽氣管系，所占換熱面積，約為總換熱面積的5%,螺旋板翅式空冷單元是由 對(duì)折的傳熱基板在專用巻床上，巻制成互不相通緊密相鄰的兩個(gè)螺旋道組成，其 中一個(gè)是風(fēng)道，另一個(gè)是工藝介質(zhì)(蒸汽)道，工藝介質(zhì)(蒸汽)既可以垂直于 螺旋道形成的平面方向流動(dòng)，也可以沿螺旋道流動(dòng)，工藝介質(zhì)(蒸汽)和風(fēng)通過 呈螺旋狀的間壁進(jìn)行逆流或錯(cuò)流流動(dòng)，工藝介質(zhì)(蒸汽)被風(fēng)冷凝(冷卻)，冷 風(fēng)則被加熱外排，必要時(shí)兩流道均可可設(shè)置翅片，為降低翅片和傳熱基板的熱阻， 采用在巻制時(shí)使翅片與傳熱基板壓緊或巻成后施以釬焊或熱浸鍍，空氣經(jīng)風(fēng)扇驅(qū) 動(dòng)，垂直于螺旋道形成的平面方向流動(dòng)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。圖l是螺旋板翅式空冷 器兩流體呈逆流換熱的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的俯視圖，圖3是螺旋板翅式空 冷器兩流體呈錯(cuò)流換熱的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是圖3的俯視圖。圖5是由1個(gè)螺旋 板翅式空冷單元組成小型空冷器的右娜艱圖，圖6是圖5的正視圖，圖7是圖6 的左側(cè)視圖。圖8是由6個(gè)(但不限于此數(shù))螺旋板翅式空冷單元組合成的、采 用吸風(fēng)方式和多角形結(jié)構(gòu)的中型空冷器的俯視圖，圖9是圖8的正視圖，圖10 是由8個(gè)(但不限于此數(shù))螺旋板翅式空冷單元組合成的、采用送風(fēng)方式和雙平 壁結(jié)構(gòu)的大型空冷器的正視圖，圖11是圖10的右側(cè)視圖，圖1 2是圖10的俯 視圖。圖13是外殼為圓筒形結(jié)構(gòu)(可承壓)采用送風(fēng)方式的大型空冷器的正視 圖，圖14是圖13的A-A剖視圖。圖1 5是采用送風(fēng)方式和屋脊型結(jié)構(gòu)的特大型 空冷器的結(jié)構(gòu)圖，圖16是屋頂面正視圖。圖中1.工藝介質(zhì)(蒸汽)進(jìn)口管， 2傳熱基板，3.定距器件，4.翅片，5.殼體，6.風(fēng)扇，7工藝介質(zhì)出口管，8.配 風(fēng)室，9.風(fēng)道封條，IO.工藝介質(zhì)道封條，11.螺旋板翅式空冷單元，12 工藝(蒸汽)介質(zhì)進(jìn)口匯總管，1 3工藝介質(zhì)出口匯總管，1 4喉部，1 5汽室， 1 6凝水井(精餾塔頂產(chǎn)物儲(chǔ)存箱)，1 7配風(fēng)室內(nèi)壁，1 8霧化(噴淋)循環(huán) 水箱，1 9凝水泵，2 0螺旋^1式空冷單元群，21不凝氣抽氣管系。
實(shí)施例1 小型液態(tài)化工產(chǎn)品和中型電力變壓器油空冷器
圖1是由一個(gè)螺旋翅板式空冷單元組成的小型空冷器、兩流體呈逆流換熱的 結(jié)構(gòu)示意圖，配置一臺(tái)風(fēng)扇。圖2是圖1的俯視圖。它適用于流量不大、產(chǎn)品粘 度稍高、介質(zhì)流阻不能高的液態(tài)化工物料的冷卻。例如功率不大的電力變壓器油 冷卻器。在殼體5的內(nèi)部，設(shè)置有由兩個(gè)螺旋道構(gòu)成的空冷單元。它是由傳熱基
板2在巻床上巻制而成的互不相通緊密相鄰兩條螺旋道，它們靠?jī)啥说娘L(fēng)道封條 9和工藝介質(zhì)道封條1 O分隔。風(fēng)道中可設(shè)置翅片4,翅片的型式有多種，它們 是熟知技術(shù)，無需贅述。工藝介質(zhì)道中設(shè)置定距器件3。為引入和導(dǎo)出工藝介質(zhì)， 設(shè)置有工藝介質(zhì)進(jìn)出口管1和7,圖中，'工藝介質(zhì)進(jìn)出口管是個(gè)集散管，在管內(nèi)， 風(fēng)道用風(fēng)道封條9封堵，而介質(zhì)道是開口的，在管外介質(zhì)道用介質(zhì)道封條10封 堵，而風(fēng)道是開口的(參見圖l),于是工藝介質(zhì)和冷風(fēng)呈逆流換熱。汽室中不 凝氣由21外抽。實(shí)施例2 小型低粘度液態(tài)化工產(chǎn)品空冷器
圖3是由一個(gè)螺旋板翅式空冷單元組成的小型空冷器、兩流體呈錯(cuò)流換熱的 結(jié)構(gòu)示意圖，配置一臺(tái)風(fēng)扇。閨4是圖3的俯視圖。它適用于流量稍小、產(chǎn)品粘 度不高、介質(zhì)流阻可以稍高的液態(tài)化.工物料的冷卻。例如低分子溶劑的冷卻。圖 3中，工藝介質(zhì)進(jìn)出口管l是個(gè)單管，由中心管送入，由內(nèi)向外，走螺旋道，最 后從最外圈外排，汽室中不凝氣由21外抽。螺旋板翅式風(fēng)冷單元11的兩端部用 介質(zhì)道封條10封堵(參見圖3),風(fēng)道則是開口的。于是冷風(fēng)沿垂直于螺旋平面 的多條螺旋流道中并聯(lián)流動(dòng)，使工藝介質(zhì)和冷風(fēng)呈錯(cuò)流換熱，工藝介質(zhì)被冷風(fēng)冷 卻。上述兩種空冷器適用于熱負(fù)荷較小且工藝介質(zhì)的體積流量不大的場(chǎng)合。
實(shí)施例3 小型汽輪機(jī)凝汽器和小型化工精餾塔頂產(chǎn)物的空冷器
圖5、 6、 7適用于熱負(fù)荷較小且工藝介質(zhì)的體積流量較大的場(chǎng)合，如小型 汽輪機(jī)排汽和小型化工精餾塔頂產(chǎn)物的空冷。在殼體5內(nèi)，設(shè)置了一個(gè)螺旋板翅 式空冷單元ll,為提高送風(fēng)的均勻性，將它的迎風(fēng)面分為若干個(gè)扇形面(作為 代表，這里分為6個(gè)扇形面)，三個(gè)扇形進(jìn)風(fēng)口設(shè)在螺旋板翅式空冷單元11的右 側(cè)，三個(gè)扇形排風(fēng)口設(shè)在螺旋板翅式實(shí)冷單元ll的左側(cè)，它們間有相位差，在 扇形包合面內(nèi)，介質(zhì)道用介質(zhì)道封條10封堵，冷風(fēng)道則是開口的。通風(fēng)和通介 質(zhì)扇形面積大小，取決于兩流體的量。冷風(fēng)經(jīng)風(fēng)扇6驅(qū)動(dòng)，由右側(cè)吸入經(jīng)配風(fēng)室 8通過三個(gè)扇形進(jìn)風(fēng)口，進(jìn)入到螺旋板翅式空冷單元11內(nèi)，回轉(zhuǎn)一個(gè)相位差， 由左側(cè)的三個(gè)排風(fēng)口外排。由汽輪機(jī)或精餾塔頂來的汽態(tài)介質(zhì)由上部進(jìn)，經(jīng)喉部 14進(jìn)入到汽室15,它是由殼體5和配風(fēng)室內(nèi)壁1 7形成的一個(gè)密閉空間，與冷 風(fēng)不通，其中充滿汽態(tài)介質(zhì)，在介質(zhì)道中被冷風(fēng)冷凝的液態(tài)介質(zhì)自行下流并積聚 在凝水井1 6中，定期泵出，汽室中不凝氣由21外抽。配風(fēng)室8是一個(gè)與汽室 1 5相隔斷的空間，將風(fēng)扇6送來的冷風(fēng)分配到三個(gè)扇形進(jìn)風(fēng)口，經(jīng)螺旋板翅式 空冷單元11,通過傳熱基板2'使汽態(tài)介質(zhì)冷凝。，在配風(fēng)室8的底部，有霧化(噴 淋)循環(huán)水箱1 8 ，在其中儲(chǔ)存軟水，供在夏季或必要時(shí)在配風(fēng)室8中用泵(圖 中未示)實(shí)現(xiàn)霧化或噴淋，以強(qiáng)化冷卻。霧化或噴淋均屬熟知技術(shù)，無需贅述。
實(shí)施例4 中型液態(tài)化工產(chǎn)品和中型電力變壓器油空冷器
當(dāng)熱負(fù)荷較大，產(chǎn)品為液態(tài)且量較大，就需多個(gè)空冷單元，這時(shí)可采用組合 結(jié)構(gòu)。將多個(gè)螺旋板翅式空冷單元分列,于多邊形的周邊，故簡(jiǎn)稱為多邊式。組合 單元數(shù)應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要確定。作為一個(gè)實(shí)施例的代表，圖8是由6個(gè)螺旋板翅式 空冷單元11組合成的中型空冷器的俯視圖，其外觀呈正六邊形。圖9是圖8的 正視圖。工藝介質(zhì)由工藝介質(zhì)進(jìn)口匯總管12進(jìn)入，經(jīng)每個(gè)單元的進(jìn)口管l送到 螺旋板式空冷單元ll,在其中被風(fēng)冷卻，再由每個(gè)螺旋板翅式空冷單元的出口 管7和匯總管13外排，汽室中不凝氣由21外抽。為強(qiáng)制通風(fēng)，設(shè)置有風(fēng)扇6 以吸進(jìn)冷風(fēng)，冷風(fēng)從六個(gè)螺旋板翅式空冷單元的迎風(fēng)面吸入、集中后經(jīng)風(fēng)扇6 外排。為強(qiáng)化風(fēng)側(cè)的給熱，必要時(shí)對(duì)著迎風(fēng)面設(shè)置噴嘴使水霧化，這些都是熟知 技術(shù)，無需贅述。這種結(jié)構(gòu)適jl]于產(chǎn)量中等的液態(tài)化工產(chǎn)品的冷卻和功率中等的 電力變壓器油冷卻器。
實(shí)施例5 大、中型汽輪機(jī)排汽和大型化工常減壓精餾塔頂產(chǎn)物空冷器當(dāng)介質(zhì)為汽態(tài)且體積流量和熱負(fù)荷都較大，例如大、中型汽輪機(jī)排汽和大型 化工精餾塔頂產(chǎn)物的空冷，就要采用如圖10-12的組合模式。它是將多個(gè)螺旋翅
式空冷單元分列于夾壁兩側(cè)，故簡(jiǎn)稱為夾壁式。圖11是夾壁式左側(cè)壁面的正視 圖，圖IO是圖11的側(cè)^L圖，圖12是圖10的俯視圖。這里共有8個(gè)螺旋板翅式 空冷單元，(只是一種代表，數(shù)量多少應(yīng)沖艮據(jù)需要確定)，將它們分別于夾壁兩側(cè)， 每側(cè)4個(gè)，分列于左右兩個(gè)汽室15中，兩汽室的中間是配風(fēng)室8,每個(gè)螺旋板 翅式空冷單元的迎風(fēng)面分隔成若干個(gè)(這里用6個(gè)為代表)扇形，其中有三個(gè)進(jìn) 風(fēng)口和配風(fēng)室8相通，對(duì)應(yīng)于進(jìn)風(fēng)口 ，介質(zhì)流道用介質(zhì)道封條10封堵，而風(fēng)道 則是開口的，在螺旋板翅式空冷單元的另一側(cè)有三個(gè)排風(fēng)口和環(huán)境相通，對(duì)應(yīng)于 排風(fēng)口，介質(zhì)流道用介質(zhì)道封條10封堵，而風(fēng)道則是開口的。于是經(jīng)過換熱的 熱風(fēng)就排;汰到環(huán)境中。由汽輪機(jī)(或大型精餾塔頂)來的汽態(tài)介質(zhì)，由上部引入， 經(jīng)喉部14流向兩側(cè)的汽室15,在汽室15內(nèi)，螺旋板翅式空冷單元的介質(zhì)流道 是開口的，而冷風(fēng)流道是閉合的，于是蒸汽的熱通過傳熱基板2被冷風(fēng)帶走而被 冷凝冷卻。冷凝的液態(tài)介質(zhì)自行下流，匯集在凝水井16中，定期泵出，汽室中 不凝氣由21外抽。在配風(fēng)室8的底部，有霧化(噴淋)循環(huán)水箱1 8 ,在其中 儲(chǔ)存軟水，供在夏季或必要時(shí)在配風(fēng)室8中用泵(圖中未示)實(shí)現(xiàn)霧化或噴淋， 以強(qiáng)化冷卻。霧化或噴淋均屬熟知技術(shù)，無需贅述。
實(shí)施例6 大型化工帶壓精餾塔頂產(chǎn)物空冷器
在石油化工生產(chǎn)過程中，精餾塔常需在壓力下工作，為改善殼體的受力狀況， 實(shí)施例5的的平板外殼就需要改成圓筒形結(jié)構(gòu)，圖13是圓筒形的正視圖，圖14 是圖13的A-A剖視圖。將殼體5和配風(fēng)室內(nèi)壁都改成圓筒形。對(duì)應(yīng)的，這種結(jié) 構(gòu)可簡(jiǎn)稱為圓筒式。這里也有8個(gè)螺旋板翅式空冷單元，(只是一種代表，數(shù)量 多少應(yīng)根據(jù)需要確定)，將它們分為兩層，每層4個(gè)，按同心圓排布在汽室15 中，汽室的中間是配風(fēng)室8,每個(gè)螺旋板翅式空冷單元的迎風(fēng)面分隔成若干個(gè)(這 里用6個(gè)為代表)扇形，其中有三個(gè)逸風(fēng)口和配風(fēng)室8相通，對(duì)應(yīng)于進(jìn)風(fēng)口，介 質(zhì)流道用介質(zhì)道封條10封堵，而風(fēng)道則是開口的，在螺旋板翅式空冷單元的另 一側(cè)有三個(gè)排風(fēng)口和環(huán)境相通，對(duì)應(yīng)于排風(fēng)口，介質(zhì)流道用介質(zhì)道封條10封堵， 而風(fēng)道則是開口的。于是經(jīng)過換熱的熱風(fēng)就排放到環(huán)境中。由帶壓精餾塔頂來的 汽態(tài)介質(zhì)，由上部引入，經(jīng)喉部14流向汽室15,在汽室15內(nèi)，螺旋板翅式空 冷單元的介質(zhì)流道是開口的，而冷風(fēng)流道是閉合的，于是蒸汽的熱通過傳熱基板 2被冷風(fēng)帶走而被冷凝冷卻。冷凝的液態(tài)介質(zhì)自行下流，匯集在精餾塔頂產(chǎn)物儲(chǔ) 存箱)16中，定期泵出，汽室中不凝氣由21外抽。在配風(fēng)室8的底部，有循環(huán) 水箱1 8 ,在其中儲(chǔ)存軟水，供在夏季或必要時(shí)在配風(fēng)室8中用泵(圖中未示) 實(shí)現(xiàn)霧化或噴淋，以強(qiáng)化冷卻。霧化或噴淋均屬熟知技術(shù)，無需贅述。
實(shí)施例7 特大型空冷凝汽器(A C C )
圖1 5是采用送風(fēng)方式和屋脊型結(jié)構(gòu)的特大型空冷器的結(jié)構(gòu)圖，圖1 6是屋 頂面正視圖。圖1 5用雙跨為代表，特大型空冷器往往需要多跨。由工藝介質(zhì)(蒸 汽)進(jìn)口匯總管12 (圖中未示)來的蒸汽，經(jīng)工藝介質(zhì)(蒸汽)進(jìn)口管1進(jìn)入 到四個(gè)呈屋脊的螺旋板翅式空冷單元群2 0的汽室中，它是由一群螺旋板翅式空 冷單元l 1 (參見圖1 6 )夾在兩塊板殼中而成，其構(gòu)造與實(shí)施例5中圖10-12所示的夾壁式類似，兩塊板殼與周邊的隔板形成一個(gè)密閉的蒸汽配流室，此室與 螺旋板翅式空冷單元的蒸汽道相通，和風(fēng)道不通，汽室中不凝氣由21外抽。由 風(fēng)扇6上吹的冷風(fēng)由通過每個(gè)螺旋板翅式空冷單元的進(jìn)風(fēng)口和風(fēng)道，與蒸汽換熱 后，最后從出風(fēng)口外排。為保證通風(fēng)強(qiáng)度，空冷器需采用強(qiáng)制通風(fēng)，通風(fēng)方式有 壓吸兩種通風(fēng)方式，各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)因地制宜地選用。本發(fā)明的有益效果是，與 呈圓形風(fēng)扇的匹配性好，同時(shí)可提高風(fēng)道的強(qiáng)度，降低其制造費(fèi)用，可采用多種 組合模式，適應(yīng)性強(qiáng)，可滿足不同工藝、產(chǎn)量、和熱負(fù)荷的需求。適宜用在一切 可能采用空冷的工位上，如汽輪機(jī)乏汽凝汽器、精餾塔頂產(chǎn)物空冷器、電力變壓 器油冷卻器等等。為促進(jìn)節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展作貢獻(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種螺旋板翅式空冷器，是由外殼，螺旋板翅式空冷單元，不凝氣抽氣管系，風(fēng)扇和其他結(jié)構(gòu)件所組成。其特征在于，在殼體內(nèi)，設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)螺旋板翅式空冷單元，它是由對(duì)折的傳熱基板在專用卷床上，卷制成互不相通緊密相鄰的兩個(gè)螺旋道組成，其中一個(gè)是風(fēng)道，另一個(gè)是工藝介質(zhì)道，兩流道中可設(shè)置翅片，為降低翅片和傳熱基板的熱阻，在卷制時(shí)使翅片與傳熱基板壓緊或卷成后施以釬焊或熱浸鍍，空氣經(jīng)風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)，垂直于螺旋道形成的平面方向流動(dòng)，介質(zhì)被冷風(fēng)冷凝(冷卻)，冷風(fēng)則被加熱外排。
2. —種如權(quán)利要求1所述的螺旋板翅式空冷器，其特征在于，為排除不凝氣， 在一些螺旋板翅式換熱單元中，設(shè)置抽氣管系，所占換熱面積，約為總換熱面積 的5。/。。 .
3. —種如權(quán)利要求1所述的螺旋^1翅式空冷器，其特征在于，介質(zhì)既可以垂 直于螺旋道形成的平面方向流'動(dòng)，也可以沿螺旋道流動(dòng)，介質(zhì)和空氣通過呈螺旋 狀的間壁進(jìn)行逆流或錯(cuò)流熱交換。
4. 一種如權(quán)利要求1所述的螺旋板翅式空冷器，其特征在于當(dāng)熱負(fù)荷較大， 需多個(gè)空冷單元時(shí)，可采用組合結(jié)構(gòu)，其型式有多邊式、夾壁式、圓筒式、屋 脊式。
5. —種如權(quán)利要求1所述的螺旋板翅式空冷器，其特征在于為強(qiáng)化冷卻，可釆 用水的霧化或噴淋等措施。，
6. —種如權(quán)利要求1所述的螺旋板翅式空冷器，其特征在于，送風(fēng)方式有正 壓送風(fēng)和負(fù)壓吸風(fēng)兩種。
全文摘要
空冷是一有效的節(jié)水技術(shù)，但在推廣中受到經(jīng)濟(jì)上的制約，這是由于現(xiàn)有空冷器的缺點(diǎn)是傳熱系數(shù)小、造價(jià)高、耗費(fèi)材料多、緊湊性低、占地面積大、運(yùn)行費(fèi)用高。本發(fā)明的任務(wù)，在于尋求一種性價(jià)比優(yōu)良的新型空冷器。它具有總傳熱系數(shù)大、冷端端部溫差小、緊湊性高和制造成本小，運(yùn)行費(fèi)用低的優(yōu)勢(shì)。它是由外殼，螺旋板翅式空冷單元，不凝氣抽氣管系，風(fēng)扇和其他結(jié)構(gòu)件所組成。其特征在于，在殼體內(nèi)，設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)螺旋板翅式空冷單元，它是由對(duì)折的傳熱基板在專用卷床上，卷制成互不相通緊密相鄰的兩個(gè)螺旋道組成，其中一個(gè)是風(fēng)道，另一個(gè)是工藝介質(zhì)道，兩流道均可設(shè)置翅片，空氣靠風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)，送風(fēng)方式有正壓送風(fēng)和負(fù)壓吸風(fēng)；介質(zhì)被風(fēng)冷凝(冷卻)，冷風(fēng)則被加熱外排。當(dāng)熱負(fù)荷較大，可采用組合結(jié)構(gòu)。本發(fā)明有益效果是，空冷單元呈圓形，風(fēng)道的強(qiáng)度高，制造費(fèi)用低，有多種組合模式，適應(yīng)性強(qiáng)，可滿足不同工藝、產(chǎn)量、和熱負(fù)荷的需求。適宜用在一切可能采用空冷的工位上，如汽輪機(jī)排汽凝汽器、精餾塔頂產(chǎn)物空冷器、電力變壓器油冷卻器等等。
文檔編號(hào)F28D1/03GK101539375SQ20091002641
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月23日
發(fā)明者吳植仁 申請(qǐng)人:吳植仁