專利名稱：一種風(fēng)冷換熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在電力、化工、鋼鐵等行業(yè)中使用到的冷卻設(shè)備，特別涉及一種在發(fā)動(dòng)機(jī)組氫氣干燥設(shè)備中的風(fēng)冷換熱裝置，屬于熱工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
冷卻換熱器屬熱工設(shè)備，在電力、車輛冷卻系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用得比較廣泛，如電廠、汽車、冰箱、空調(diào)中?，F(xiàn)在的火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)組 用氫氣來做冷卻保護(hù)氣，但是對氫氣的濕度有較高的要求，而吸附式氫氣干燥裝置使用吸附劑帶走潮氣，通過加熱、冷卻、汽水分離的循環(huán)系統(tǒng)來再生吸附劑。目前干燥裝置上的冷卻換熱方式為水冷式，但是由于設(shè)備24小時(shí)不間斷工作，就需要源源不斷的水與熱混合氣換熱，這種水資源的消耗一年將耗去上萬噸，不僅增加了運(yùn)行成本，同時(shí)也對水資源造成極大的浪費(fèi)。尤其是西北部那些水資源匱乏地區(qū)，情況更為嚴(yán)重。常規(guī)的管道冷卻換熱過程中，水蒸氣逐漸的凝結(jié)，進(jìn)而形成液膜，阻礙了熱混合氣與管道壁的接觸，這也是冷凝換熱的主要熱阻。隨著換熱冷凝的繼續(xù)進(jìn)行，液膜熱阻增加，換熱效果降低。同時(shí)水蒸氣的凝結(jié)會(huì)導(dǎo)致管內(nèi)氣體流速下降，進(jìn)而換熱系數(shù)跟著減少。另一個(gè)問題就是冷卻凝結(jié)過程中出現(xiàn)的氣液兩相流型對流動(dòng)阻力和系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性都會(huì)造成不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決以上問題提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、提高換熱效率、降低生產(chǎn)成本、運(yùn)行穩(wěn)定的風(fēng)冷換熱裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案是該裝置包括一級(jí)換熱套管、二級(jí)換熱套管，所述的一級(jí)換熱套管和二級(jí)換熱套管分別由內(nèi)管和內(nèi)管外套置的外管構(gòu)成,所述的一級(jí)換熱套管和二級(jí)換熱套管的內(nèi)、外管互相置換連接，所述的一級(jí)換熱套管上設(shè)有高溫氣體進(jìn)口和冷卻介質(zhì)出口 ；所述的二級(jí)換熱套管上設(shè)有冷卻介質(zhì)進(jìn)口和氣體出口。所述的一級(jí)換熱套管包括內(nèi)管一和外管一,所述的二級(jí)換熱套管包括內(nèi)管二和外管二 ；所述的內(nèi)管二與外管一焊接固定密封，所述的內(nèi)管一與外管二焊接固定密封；所述的內(nèi)管一和內(nèi)管二外側(cè)固定連接多個(gè)散熱片。所述的內(nèi)管二與外管一焊接固定密封，該連接處為二級(jí)冷卻介質(zhì)進(jìn)口，所述二級(jí)冷卻介質(zhì)進(jìn)口處的內(nèi)管一外側(cè)固定連接有散熱片；所述的內(nèi)管一與外管二焊接固定密封，該連接處為二級(jí)進(jìn)氣口，所述二級(jí)進(jìn)氣口處的內(nèi)管二外側(cè)固定連接有散熱片。所述的內(nèi)管一進(jìn)口為高溫氣體進(jìn)口，所述的外管一出口為冷卻介質(zhì)出口，所述的內(nèi)管二進(jìn)口為冷卻介質(zhì)進(jìn)口，所述的外管二出口為氣體出口 ；所述的冷卻介質(zhì)出口處的內(nèi)管一外側(cè)固定連接多個(gè)散熱片，所述的氣體出口處的內(nèi)管二外側(cè)固定連接多個(gè)散熱片。本發(fā)明采用雙管互補(bǔ)置換換熱凝結(jié)技術(shù)，一級(jí)換熱套管與二級(jí)換熱套管的內(nèi)、夕卜管相互置換，一級(jí)冷卻時(shí)，熱混合氣從內(nèi)管一流進(jìn)，與充滿外管一已經(jīng)熱交換過一次的冷卻介質(zhì)進(jìn)行熱交換冷卻，然后進(jìn)入二級(jí)冷卻換熱，熱混合氣則進(jìn)入充滿帶有散熱片的外管二，冷卻介質(zhì)則從內(nèi)管二通過與熱混合氣熱交換。本發(fā)明的分級(jí)冷卻和二級(jí)冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使水蒸氣凝結(jié)成的液膜快速的形成珠狀進(jìn)而形成膜珠共存的流狀，提高了凝結(jié)換熱系數(shù)，有效的減小了液膜熱阻，最大程度的消除氣液兩相流。外管一與外管二外側(cè)的空氣也同時(shí)與熱混合氣進(jìn)行熱交換，提高了散熱片的利用效率。二級(jí)換熱冷卻結(jié)束之后，利用壓力和重力通過汽水分離器實(shí)現(xiàn)氣液分離。本發(fā)明通過上述技術(shù)改善了換熱裝置的一些現(xiàn)狀，節(jié)約了水資源，降低了運(yùn)行成本；節(jié)省了材料，降低制作成本，適用于濕蒸汽和不溶于水的混合熱氣 體的冷卻以及水蒸氣的冷卻凝結(jié)和一些干燥裝置。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I是高溫氣體進(jìn)口，2是冷卻介質(zhì)出口，3是冷卻介質(zhì)進(jìn)口，4是氣體出口，5是內(nèi)管一，6是外管一，7是二級(jí)冷卻介質(zhì)進(jìn)口，8是二級(jí)進(jìn)氣口，9是內(nèi)管二，10是外管二，11是散熱片。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋。一種風(fēng)冷換熱裝置,該裝置包括一級(jí)換熱套管、二級(jí)換熱套管,所述的一級(jí)換熱套管和二級(jí)換熱套管分別由內(nèi)管和內(nèi)管外套置的外管構(gòu)成，所述的一級(jí)換熱套管和二級(jí)換熱套管的內(nèi)、外管互相置換連接，所述的一級(jí)換熱套管上設(shè)有高溫氣體進(jìn)口 I和冷卻介質(zhì)出口 2 ;所述的二級(jí)換熱套管上設(shè)有冷卻介質(zhì)進(jìn)口 3和氣體出口 4 ;所述的一級(jí)換熱套管包括內(nèi)管一 5和外管一 6,所述的二級(jí)換熱套管包括內(nèi)管二 9和外管二 10 ;所述的內(nèi)管二 9與外管一 6焊接固定密封，所述的內(nèi)管一 5與外管二 10焊接固定密封；所述的內(nèi)管一 5和內(nèi)管二 9外側(cè)固定連接多個(gè)散熱片11 ;所述的內(nèi)管二 9與外管一 6焊接固定密封，該連接處為二級(jí)冷卻介質(zhì)進(jìn)口 7，所述二級(jí)冷卻介質(zhì)進(jìn)口 7處的內(nèi)管一 5外側(cè)固定連接有散熱片11 ;所述的內(nèi)管一 5與外管二 10焊接固定密封，該連接處為二級(jí)進(jìn)氣口 8，所述二級(jí)進(jìn)氣口 8處的內(nèi)管二 9外側(cè)固定連接有散熱片11 ;所述的內(nèi)管一 5進(jìn)口為高溫氣體進(jìn)口 1，所述的外管一
6出口為冷卻介質(zhì)出口 2，所述的內(nèi)管二 9進(jìn)口為冷卻介質(zhì)進(jìn)口 3，所述的外管二 10出口為氣體出口 4 ;所述的冷卻介質(zhì)出口 2處的內(nèi)管一 5外側(cè)固定連接多個(gè)散熱片11，所述的氣體出口 4處的內(nèi)管二 9外側(cè)固定連接多個(gè)散熱片11。熱混合氣經(jīng)內(nèi)管一 5通過散熱片11與內(nèi)管一 5外壁的冷卻介質(zhì)進(jìn)行熱交換,交換結(jié)束后由二級(jí)進(jìn)氣口 8進(jìn)入內(nèi)管二9外側(cè)與從冷卻介質(zhì)進(jìn)口 3進(jìn)來的冷卻介質(zhì)再次進(jìn)行熱交換，最后經(jīng)氣體出口 4氣水分離；同樣，冷卻介質(zhì)進(jìn)口 3經(jīng)內(nèi)管二 9與在內(nèi)管二 9外壁的一次冷卻后的熱混合氣熱交換，之后由二級(jí)冷卻介質(zhì)進(jìn)口 7進(jìn)入外管一 6內(nèi)側(cè)與由高溫氣體進(jìn)口 I進(jìn)入的熱混合氣熱交換，最后經(jīng)冷卻介質(zhì)出口 2排出，內(nèi)管一 5與外管二 10以及內(nèi)管二 9與外管一 6均采用焊接密封。整個(gè)換熱冷卻裝置采用雙管互補(bǔ)置換換熱凝結(jié)技術(shù)，充分對流，提高凝結(jié)換熱系數(shù)，有效的減小液膜熱阻，最大程度的消除氣液兩相流。本發(fā)明提供了一種風(fēng)冷換熱裝置的思路及實(shí)施方法，具體應(yīng)用途徑很多本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于此，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改 進(jìn)，這些改進(jìn)和任何基于本發(fā)明技術(shù)方案上的等效變換均屬于本本發(fā)明有效保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種風(fēng)冷換熱裝置,其特征在于該裝置包括ー級(jí)換熱套管、ニ級(jí)換熱套管，所述的一級(jí)換熱套管和ニ級(jí)換熱套管分別由內(nèi)管和內(nèi)管外套置的外管構(gòu)成，所述的ー級(jí)換熱套管和ニ級(jí)換熱套管的內(nèi)、外管互相置換連接，所述的ー級(jí)換熱套管上設(shè)有高溫氣體進(jìn)口和冷卻介質(zhì)出ロ ；所述的ニ級(jí)換熱套管上設(shè)有冷卻介質(zhì)進(jìn)口和氣體出ロ。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種風(fēng)冷換熱裝置，其特征在于所述的ー級(jí)換熱套管包括內(nèi)管一和外管一，所述的ニ級(jí)換熱套管包括內(nèi)管ニ和外管ニ；所述的內(nèi)管ニ與外管ー焊接固定密封，所述的內(nèi)管一與外管ニ焊接固定密封；所述的內(nèi)管一和內(nèi)管ニ外側(cè)固定連接多個(gè)散熱片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種風(fēng)冷換熱裝置，其特征在于所述的內(nèi)管ニ與外管ー焊接固定密封，該連接處為ニ級(jí)冷卻介質(zhì)進(jìn)ロ，所述ニ級(jí)冷卻介質(zhì)進(jìn)ロ處的內(nèi)管一外側(cè)固定連接有散熱片；所述的內(nèi)管一與外管ニ焊接固定密封，該連接處為ニ級(jí)進(jìn)氣ロ，所述ニ級(jí)進(jìn)氣ロ處的內(nèi)管ニ外側(cè)固定連接有散熱片。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種風(fēng)冷換熱裝置，其特征在于所述的內(nèi)管一進(jìn)ロ為高溫氣體進(jìn)ロ，所述的外管一出ロ為冷卻介質(zhì)出ロ，所述的內(nèi)管ニ進(jìn)ロ為冷卻介質(zhì)進(jìn)ロ，所述的外管ニ出口為氣體出ロ ；所述的冷卻介質(zhì)出口處的內(nèi)管一外側(cè)固定連接多個(gè)散熱片，所述的氣體出口處的內(nèi)管ニ外側(cè)固定連接多個(gè)散熱片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種風(fēng)冷換熱裝置，該裝置包括一級(jí)換熱套管、二級(jí)換熱套管，所述的一級(jí)換熱套管和二級(jí)換熱套管分別由內(nèi)管和內(nèi)管外套置的外管構(gòu)成，所述的一級(jí)換熱套管和二級(jí)換熱套管的內(nèi)、外管互相置換連接，所述的一級(jí)換熱套管上設(shè)有高溫氣體進(jìn)口和冷卻介質(zhì)出口；所述的二級(jí)換熱套管上設(shè)有冷卻介質(zhì)進(jìn)口和氣體出口。本發(fā)明通過上述技術(shù)改善了換熱裝置的一些現(xiàn)狀，節(jié)約了水資源，降低了運(yùn)行成本；節(jié)省了材料，降低制作成本，適用于濕蒸汽和不溶于水的混合熱氣體的冷卻以及水蒸氣的冷卻凝結(jié)和一些干燥裝置。
文檔編號(hào)F28F1/20GK102767978SQ20121025088
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者丁镠, 劉偉軍, 吳乃林, 吳江, 張真華, 徐德朗 申請人:揚(yáng)州電力設(shè)備修造廠