專利名稱：立式滴狀冷凝汽-水列管換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水蒸汽或其它蒸汽冷凝器.
現(xiàn)有汽-水列管式換熱器中的換熱管，其所采用的材質(zhì)有許多種如碳鋼管、銅管及不銹鋼管等.水蒸汽在這些材質(zhì)的換熱管上均以膜狀冷凝方式進(jìn)行熱交換，其熱傳導(dǎo)效率比較低.為實(shí)現(xiàn)高效熱傳導(dǎo)的滴狀冷凝，有資料介紹在換熱表面涂覆有機(jī)促進(jìn)劑(J.P58171466)或某些無機(jī)物[Erb.R.A&Thelen，E.Dropwise Condensation Characteristics of permanent hydrophobic systems，U.S.Department of Interior，Office of Saline Water，R & D Report，NO.184(1966)]，其不僅污染冷凝液腐蝕金屬表面而且使用壽命短;也有資料介紹在換熱表面鍍聚合物薄膜(J.P.58133875)，其附加熱阻太大;甚至還有資料介紹在換熱表面電鍍金、銀、鉻等金屬[Finnicum，S.S.& Westwater，J.W，Int.J.Heat Mass Transfer，Vol.32 NO 8，PP.1541-1549(1989)]，電鍍金、銀等貴重金屬價(jià)格昂貴難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，鉻雖不是貴金屬但在電鍍鉻表面上維持水蒸汽滴狀冷凝時(shí)間較短，一般為幾百小時(shí);也有資料介紹用鉭、鋯及其合金作滴狀冷凝表面(U.S-2248909)，其不僅制造成本高而且導(dǎo)熱性能差，特別是在工業(yè)生產(chǎn)中為了防止給水系統(tǒng)，凝結(jié)水系統(tǒng)的腐蝕，在產(chǎn)生蒸汽的鍋爐中加有濃度約為0.7～1.0mg/l的微量氨，含微量氨的水蒸汽在電鍍或離子鍍鉻的金屬表面上以及在鉭、鋯金屬表面上均不能實(shí)現(xiàn)滴狀冷凝.
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處本發(fā)明的目的在于提供一種能對(duì)水蒸汽及含微量氨汽的水蒸汽實(shí)現(xiàn)長久滴狀冷凝的列管式換熱器.
本發(fā)明的目的可通過以下措施來實(shí)現(xiàn)一種用水蒸汽或含微量氨的水蒸汽冷凝的立式滴狀冷凝汽-水列管換熱器，它是在設(shè)有蒸汽入口管、抽氣管以及冷凝水排放管的殼體下端與封頭間的下管板和上端與由隔板分成的兩半各有冷卻水進(jìn)出口的分配室間的上管板兩者之間設(shè)有換熱管束，其特征在于換熱管為外壁設(shè)有5000～10000A的Cu-Cr-C2H6合金層的黃銅管.在換熱器內(nèi)設(shè)有與管束呈垂直安裝的橫向攔液板.
本發(fā)明的換熱器其結(jié)構(gòu)基本與現(xiàn)有的列管式換熱器相同，不同的是換熱管采用黃銅材質(zhì)，并在其外層管壁上設(shè)具有滴狀冷凝作用的Cu-Cr-C2H6合金層.它是采用磁控濺射離子鍍技術(shù)形成的.該合金層的厚度一般在5000～10000A即可滿足要求.上述合金層的厚度與其內(nèi)各種組分的含量取決于制備方法.
該合金層的制備方法是將予處理過的表面光潔度為10的黃銅管置于磁控濺射離子鍍爐內(nèi)，在爐內(nèi)真空度為4-8×105mmHg下充入氬氣使其分壓為6-8×103mmHg，再在銅管工件電壓為1500～2000V，電流0.1～0.3A條件下進(jìn)行氬離子濺射清洗5-10分鐘.在氬氣分壓1～1.5×102mmHg，乙烷氣體分壓為1～1.5×102mmHg、銅管電壓1500～2000V電流0.1～0.3A、鉻靶電壓500～600V電流10-15A條件下鍍膜30-40秒.然后在氬氣分壓(或總壓)為2～3×102mmHg，銅管電壓1500-2000V，電流0.1-0.3A濺射10-15分鐘，從而完成Cu-Cr-C2H6合金層的制備.
本發(fā)明的換熱器是采用立式結(jié)構(gòu).為防止冷凝蒸汽的液滴受重力作用向下流動(dòng)而形成水膜，則在換熱器內(nèi)設(shè)有與管束呈垂直安裝的橫向攔液板，以阻止在管壁上生成液膜.該欄液板的數(shù)量根據(jù)管束的長度來確定，其以不形成水膜為原則.
本發(fā)明的換熱器可使水蒸汽或含量氨水蒸汽實(shí)現(xiàn)長久穩(wěn)定的滴狀冷凝，其導(dǎo)熱性好、熱阻小、不存在污染和腐蝕，提高換熱效率一倍.因而使具有同樣工作負(fù)荷的換熱器體積減小一半，節(jié)省原材料、減少占地面積.現(xiàn)已使用兩年，仍處于良好的運(yùn)行狀態(tài).
圖面說明如下

圖1是本發(fā)明的剖視示意圖.
利用附圖中所示的例子對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明.在圖1所示的立式滴狀冷凝汽-水列管換熱器的剖視示意圖中，在圓筒形殼體1上部膨脹節(jié)的部位設(shè)有蒸汽入口管2，在與該入口相對(duì)的殼體內(nèi)固定有使入口蒸汽均勻分散的擋板3.根據(jù)生產(chǎn)需要單側(cè)進(jìn)汽時(shí)可將另一個(gè)進(jìn)氣管封閉備用.在殼體上于蒸汽入口管下部設(shè)有兩個(gè)用以側(cè)量蒸汽溫度的接管4、5和用于測(cè)量蒸汽壓力的接管6以及備用的蒸汽出口管7.在上述接管下部的殼體上設(shè)有排放未凝結(jié)氣體的抽氣管8，其一端位于殼體上另一端垂直穿過管束間隙懸伸于交換器本體內(nèi).在其下部的殼體上還設(shè)有冷凝水的常規(guī)排放管9.與之處于同一水平位置相對(duì)一側(cè)設(shè)有小流量排液管10，以供測(cè)量冷凝液的溫度之用.在該殼體兩端固定有管板，其上管板11通過螺栓與分配室12緊固在一起.分配室中的豎直隔板13將其均分成兩半，每半分配室壁上都設(shè)有一個(gè)冷卻水的進(jìn)出口管14和放氣管15.其下管板16通過螺栓與封頭17緊固在一起.該封頭的底端設(shè)有可將殘留在管內(nèi)的冷卻水排盡的冷卻水排放管18.最好在下管板上設(shè)有與殼體內(nèi)相連通的徑向通孔，其可用于排凈殼內(nèi)殘余的冷凝液，不用時(shí)可用旋塞19封閉.上述相對(duì)應(yīng)的兩管板之間設(shè)有管束.該管束是由規(guī)則排列的外壁設(shè)有5000～10000A的Cu-Cr-C2H6合金層的黃銅換熱管20組成的.另外在上管板上還固定有防止管束彎曲變形的拉桿21.在換熱器內(nèi)設(shè)有與管束垂直安裝的橫向攔液板22，其最好為圓缺形，圓缺口上下交替排列，其不僅能阻止液膜的產(chǎn)生，而且還具有常規(guī)攔液板和折流板所具備的功能，即使得流體橫過管束流動(dòng)提高傳熱效果外，還有支持管束防止管束彎曲的作用.
權(quán)利要求
1.一種用于水蒸汽或含微量氨的水蒸汽冷凝的立式滴狀冷凝汽-水列管換熱器，它是在設(shè)有蒸汽入口管2、抽氣管8以及冷凝水排放管9的殼體1下端與封頭17間的下管板16和上端與由隔板13分成的兩半各有冷卻水進(jìn)出口14的分配室12間的上管板11兩者之間設(shè)有換熱管束，其特征在于換熱管20為外壁設(shè)有5000～10000A的Cu--Cr--C2H6合金層的黃銅管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式滴狀冷凝汽-水列管換熱器，其特征在于在換熱器內(nèi)設(shè)有與管束垂直安裝的橫向欄液板22.
全文摘要
一種用于水蒸汽或含微量氨的水蒸汽冷凝的立式滴狀冷凝汽-水列管換熱器，其結(jié)構(gòu)基本與現(xiàn)有的立式列管式換熱器相同，不同的是換熱管為外壁設(shè)有5000～10000的Cu-Cr-C
文檔編號(hào)F28D7/06GK1063548SQ91100529
公開日1992年8月12日 申請(qǐng)日期1991年1月26日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月26日
發(fā)明者趙起, 汪國強(qiáng) 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué), 大連發(fā)電總廠