一種緊湊式板式空冷器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種緊湊式板式空冷器，其結(jié)構(gòu)主要由框架、風(fēng)機(jī)、板束、噴淋水管路、水箱、管箱、熱流體進(jìn)出口接管等構(gòu)成；所述板束水平傾斜安裝并分別置于框架周圍；板束外側(cè)設(shè)置噴淋水管路，噴淋水管路與水箱聯(lián)通；管箱位于相鄰兩板束交界處，分別與兩側(cè)板束及熱流體進(jìn)出口接管聯(lián)通；風(fēng)機(jī)可設(shè)置在框架上。本發(fā)明使板式空冷器的換熱面積大幅增加，所需的空冷器臺數(shù)及風(fēng)機(jī)數(shù)均減少，同時解決了夏季溫度升高使空冷器傳熱效率下降的問題，具有占地面積小、耗電量低、節(jié)水效果好及整體緊湊度高等優(yōu)點。
【專利說明】
一種緊湊式板式空冷器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于熱交換器設(shè)計與制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種結(jié)構(gòu)緊湊的板式空冷器。
【背景技術(shù)】
[0002]空冷器是以環(huán)境空氣作為冷卻介質(zhì)，將工藝介質(zhì)(熱流)冷卻到所需要的溫度(終冷溫度)的設(shè)備。由于該設(shè)備采用空氣作為冷卻介質(zhì)，不需要水源，因此節(jié)水性能顯著，尤其在缺水地區(qū)，若采用空冷器，可以節(jié)省大量的工業(yè)用水，同時有效降低蒸發(fā)損耗、避免水質(zhì)污染，因此，空冷設(shè)備已被廣泛應(yīng)用于石化、電力、冶金等領(lǐng)域中。
[0003]現(xiàn)有板式空冷器結(jié)構(gòu)由板束、風(fēng)機(jī)、構(gòu)架、水箱及噴淋裝置組成，傳熱單元為全焊式板束，風(fēng)機(jī)采用垂直安裝的引風(fēng)式風(fēng)機(jī)，熱介質(zhì)自上而下流動。在高負(fù)荷工況下，為了增大換熱面積，提高換熱量，現(xiàn)有許多廠家將板式空冷器的板束高度由10米增加至12米，甚至現(xiàn)在最高可達(dá)16米。雖然高度增加使換熱面積增大，但由于風(fēng)機(jī)作用范圍的限制，通過板束下部的風(fēng)量大大減少，底部容易產(chǎn)生換熱死區(qū)，傳熱效果惡化，使實際運行過程中成本增加，但換熱量卻未提升。
[0004]專利CN102538518A采用圓形板翅式傳熱元件，冷熱兩種流體通道沿圓筒形換熱體軸向方向間隔疊加釬焊成一體。由于熱流體進(jìn)出口接管成內(nèi)空的梳狀結(jié)構(gòu)設(shè)置在圓形換熱體筒壁上，加工過程較復(fù)雜；同時由于空氣側(cè)通道單元沿同心環(huán)半徑方向向中心逐漸變小，則空氣側(cè)阻力不均勻，風(fēng)阻沿半徑方向向中心逐漸變大，使設(shè)備的成本和電耗增加。
[0005]因此，開發(fā)一種能夠提高換熱面積、降低能耗、同時結(jié)構(gòu)緊湊的空冷器，是工業(yè)生產(chǎn)的當(dāng)務(wù)之需。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的在于對現(xiàn)有板式空冷器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，提供一種換熱面積大、能耗低及整體緊湊度高的板式空冷器。
[0007]為此，所采用的技術(shù)方案為:
一種緊湊式板式空冷器，主要包括框架、風(fēng)機(jī)、板束、噴淋水管路、管箱、熱流體進(jìn)出口接管，所述板束沿長度方向水平傾斜安裝并分別置于框架周圍;板束外側(cè)設(shè)置噴淋水管路，噴淋水管路與水箱聯(lián)通;熱流體進(jìn)、出口管箱間隔位于相鄰兩板束交界處，并分別與其兩側(cè)板束及熱流體進(jìn)、出口接管聯(lián)通;風(fēng)機(jī)設(shè)置在框架上部中空處，從而形成緊湊式板式空冷器。
[0008]所述板束沿長度方向水平向下傾斜布置，與水平方向夾角在5°以內(nèi)。
[0009]所述板束有四組，構(gòu)成四邊形結(jié)構(gòu)且相鄰兩組板束相互垂直布置;相鄰板束之間公用熱流體進(jìn)口管箱或熱流體出口管箱。
[0010]所述板束為四組以上的偶數(shù)個，構(gòu)成多邊形結(jié)構(gòu)，相適應(yīng)的框架為多邊形結(jié)構(gòu);相鄰板束之間公用熱流體進(jìn)口管箱或熱流體出口管箱;熱流體進(jìn)、出口管箱間隔布置。
[0011]本發(fā)明具有傳熱效率高、能耗低、結(jié)構(gòu)緊湊的特點，與原有板式空冷器相比，此結(jié)構(gòu)并非一味通過增加板束高度來提高換熱量，而是通過合理的設(shè)置的板束疊落高度和板束數(shù)量來減少換熱死區(qū)，提高換熱面積。同時由于板束空氣流道等間隙布置，由外向內(nèi)風(fēng)阻均衡，不會出現(xiàn)專利CN102538518A中風(fēng)阻變大的缺點。
每組板束設(shè)置成多個可拆模塊，如發(fā)生泄漏問題，可直接拆換，便于維修。在同樣換熱負(fù)荷下，本發(fā)明的板式空冷器的體積小，重量輕，耗電量低，大大節(jié)約用戶的設(shè)備安裝空間及安裝成本，有效地節(jié)省了新建裝置的占地規(guī)模和建設(shè)成本，也可解決煉油化工裝置擴(kuò)能改造時的場地不足的矛盾。
[0012]本發(fā)明可應(yīng)用于化工、石油、動力、冶金等領(lǐng)域的冷卻的無相變場合，也可用于冷凝的相變場合。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明板式空冷器整體結(jié)構(gòu)主視圖；
圖2為本發(fā)明板式空冷器整體結(jié)構(gòu)俯視圖；
圖3a為本發(fā)明板式空冷器板束采用全焊接結(jié)構(gòu)主視圖；
圖3b為本發(fā)明板式空冷器板束采用全焊接結(jié)構(gòu)俯視圖；
圖3c為本發(fā)明板式空冷器板束與側(cè)板焊接示意圖；
圖4a為本發(fā)明板式空冷器板束采用整體法蘭結(jié)構(gòu)主視圖；
圖4b為本發(fā)明板式空冷器板束采用整體法蘭結(jié)構(gòu)俯視圖；
圖5a為本發(fā)明板式空冷器板束采用模塊化法蘭結(jié)構(gòu)主視圖；
圖5b為本發(fā)明板式空冷器板束采用模塊化法蘭結(jié)構(gòu)俯視圖；
圖6為本發(fā)明板式空冷器冷熱介質(zhì)工作原理示意簡圖；
圖中:1.風(fēng)機(jī)、2.熱流體進(jìn)口接管、3.框架、4.噴淋水管路、5.噴嘴、6.板束、7.熱流體出口管箱、8.熱流體出口接管、9.噴淋水栗、10.給水口、11.水箱、12.排污口、13.熱流體進(jìn)口管箱、14.圓拱、15.板束模塊單元、16、螺栓、17.螺母、18.法蘭、19.側(cè)板。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明及其有益效果進(jìn)一步說明。
[0015]實施例1，如圖1、2所示，一種板式空冷器包括風(fēng)機(jī)I，框架3，噴淋水管路4，板束6，熱流體進(jìn)、出口管箱13、7，熱流體進(jìn)、出口接管2、8，水箱11。熱流體為氣體工況下，可從側(cè)端管箱13上部接管2進(jìn)入，流過板束6，由側(cè)端管箱7下部接管8流出；熱流體為液體工況下，熱流體可從側(cè)端管箱上、下部接管進(jìn)入、流出均可?？諝庠陲L(fēng)機(jī)I作用下，由外向內(nèi)橫掠換熱管束，與管內(nèi)介質(zhì)實現(xiàn)交錯流換熱，框架四周的四組板束，可滿足裝置高負(fù)荷的要求。
[0016]所述風(fēng)機(jī)I為引風(fēng)式風(fēng)機(jī)，位于框架中空部位上方，用于增加空氣內(nèi)外壓力差，為空氣側(cè)提動力，進(jìn)一步提高換熱效率。所述框架3可采用碳鋼材料，功能是承載設(shè)備自重，承載板束、風(fēng)機(jī)并給噴淋管路提供支撐。
[0017]實施例2，在實施例1的基礎(chǔ)上，所述板束(6)沿長度方向即沿板片的長度方向(板束分為長度，寬度及疊落高度，長度即為流體流動方向，寬度為與管箱連接方向，疊落高度即為該空冷器高度)水平向下傾斜布置，與水平方向夾角在5°以內(nèi)，防止積液存留。
[0018]實施例3，在實施例1的基礎(chǔ)上，當(dāng)板束6采用四組板束時，構(gòu)成四邊形結(jié)構(gòu)且相鄰兩組板束6相互垂直布置;相鄰板束6之間公用熱流體進(jìn)口管箱13或熱流體出口管箱7，即熱流體進(jìn)口管箱13或熱流體出口管箱7分別位于板束的對角位置。
[0019]實施例4，在實施例1的基礎(chǔ)上，當(dāng)板束6采用四組以上的偶數(shù)個板束時，構(gòu)成多邊形結(jié)構(gòu)，相適應(yīng)的框架為多邊形結(jié)構(gòu);相鄰板束6之間公用熱流體進(jìn)口管箱13或熱流體出口管箱7;熱流體進(jìn)、出口管箱13、7間隔布置。
[0020]如附圖2所示，上述實施例中兩相鄰板束共用一個管箱，減少了板式空冷器所需管箱的數(shù)量，提高了空冷器整體結(jié)構(gòu)的緊湊度。板束管箱與兩側(cè)板束相互連通，板束通過管箱與熱流體進(jìn)、出口接管連接。熱流體為液體時，進(jìn)、出口接管的開孔位置位于管箱圓拱側(cè)板上下端，熱流體入口接管可位于上端或下端，出口接管也位于上端或下端；熱流體為氣體時，熱流體入口接管位于上端，出口接管位于下端，液體、氣體工況下進(jìn)、出口接管均間隔布置。
[0021]實施例5，當(dāng)實施例1中板束6采用四邊形波紋板片時，波紋板可采用不銹鋼、鈦、鎳基合金等材質(zhì)，板片由薄金屬板經(jīng)沖壓加工而成，波紋類型可為泡狀、條狀、或者是人字形甚至是上述三者的組合，同時由于板片厚度方向很薄，所以導(dǎo)熱性能好、傳熱系數(shù)高、不宜堵塞。
[0022]如圖3c所示，兩張波紋板片長邊通過焊接組對在一起，形成熱流體的流通通道;兩兩板對疊放在一起，將相鄰板管短邊進(jìn)行焊接，防止熱流體泄露，形成空氣的流通通道，板管長邊邊緣用短鑲條焊接，方便與側(cè)板19進(jìn)行焊接連接。板束從熱流體入口管箱側(cè)開始，水平傾斜向下放置，與水平方向夾角為5°以內(nèi)，主要目的是有助于熱流體流出，檢修時不會有液體存積。
[0023]實施例6，當(dāng)實施例1中板束6采用翅片扁管時，翅片扁管的扁管為敷鋁管，翅片為鋁材質(zhì)，基管與翅片通過釬焊方式連接形成換熱板束，基管內(nèi)為熱流體流通通道，翅片為空氣流通通道。基管從熱流體入口管箱側(cè)開始，沿長度方向水平傾斜向下放置，與水平方向夾角為5°以內(nèi)，防止積液存留。
[0024]實施例7，如圖5a、5b所示，在實施例1的基礎(chǔ)上，將板束6分為多個板束模塊單元15，通過在多個板束模塊單元15兩側(cè)設(shè)置圓拱14，通過在圓拱14上設(shè)置接管與管箱接管法蘭18連接。這樣的模塊化結(jié)構(gòu)便于板束維修，某一模塊有泄露需更換板束時，只需將相應(yīng)單元板束模塊拆除更換，降低維修成本。
[0025]實施例8，如圖3a、3b所示，板束與管箱之間可采用焊接，管箱與接管之間采用焊接連接，此種連接方式能承受較高壓力;如圖4a、4b所示，板束可整體與管箱采用法蘭連接。
[0026]當(dāng)外界環(huán)境溫度升高，需采用噴淋系統(tǒng)時，噴淋水管路4帶有的“工”形支路在噴淋水栗9的作用下，將水箱內(nèi)的水均勻的分布到板束迎風(fēng)面上，在風(fēng)機(jī)的作用下，噴淋水分布到整張板管上，最后由風(fēng)機(jī)側(cè)吹出，增大了傳熱溫差，提高了空氣側(cè)的傳熱系數(shù)。
[0027]板束的傾斜布置可以使水膜在重力作用下流到板束邊緣，通過在每組板束的邊緣處設(shè)置一個梳妝結(jié)構(gòu)的集流器進(jìn)行收集，將板片上的噴淋水排回至水箱11中，同時未霧化的水滴及已霧化后又凝聚的水滴也將落回至水箱中，使噴淋水循環(huán)使用，具有較好的節(jié)水效果，水箱由給水口 10進(jìn)行加水和補(bǔ)水，水箱內(nèi)的污垢由排污口 12排出。
[0028]板束板片的長寬、厚度等參數(shù)，熱流體在板片兩側(cè)的流動方向及流程數(shù)，可根據(jù)實際需要進(jìn)行調(diào)整。
[0029]如附圖6所示，本發(fā)明工作時，熱流體通過入口接管進(jìn)入管箱，均勻進(jìn)入板束，熱流體在波紋板束內(nèi)部流動，空氣在風(fēng)機(jī)作用下，通過板束間的空隙(或翅片)。由于溫差存在，熱流體將熱量傳遞給空氣，從而實現(xiàn)換熱的目的。當(dāng)環(huán)境溫度較高的工況下，可開啟噴淋裝置，經(jīng)過噴淋水增濕降溫后的空氣橫穿板束與熱流體換熱，凝結(jié)水最后排回至水箱中，實現(xiàn)節(jié)水的目的。
【主權(quán)項】
1.一種緊湊式板式空冷器，主要包括框架、風(fēng)機(jī)、板束、噴淋水管路、管箱、熱流體進(jìn)出口接管，其特征在于:所述板束(6)沿長度方向水平傾斜安裝并分別置于框架(3)周圍;板束(6)外側(cè)設(shè)置噴淋水管路(4)，噴淋水管路(4)與水箱(11)聯(lián)通;熱流體進(jìn)、出口管箱(13、7)間隔位于相鄰兩板束交界處，并分別與其兩側(cè)板束及熱流體進(jìn)、出口接管聯(lián)通;風(fēng)機(jī)(I)設(shè)置在框架(3)上部中空處，從而形成緊湊式板式空冷器。2.如權(quán)利要求1所述的一種緊湊式板式空冷器，其特征在于:所述板束(6)沿長度方向水平向下傾斜布置，與水平方向夾角在5°以內(nèi)。3.如權(quán)利要求1所述的一種緊湊式板式空冷器，其特征在于:所述板束(6)有四組，構(gòu)成四邊形結(jié)構(gòu)且相鄰兩組板束(6)相互垂直布置;相鄰板束(6)之間公用熱流體進(jìn)口管箱(13)或熱流體出口管箱(7)。4.如權(quán)利要求1所述的一種緊湊式板式空冷器，其特征在于:所述板束(6)為四組以上的偶數(shù)個，構(gòu)成多邊形結(jié)構(gòu)，相適應(yīng)的框架為多邊形結(jié)構(gòu)；相鄰板束(6)之間公用熱流體進(jìn)口管箱(13)或熱流體出口管箱(7);熱流體進(jìn)、出口管箱(13、7)間隔布置。5.如權(quán)利要求2、3或4所述的一種緊湊式板式空冷器，其特征在于:所述板束(6)由波紋板焊接而成或由扁管與翅片釬焊而成。6.如權(quán)利要求5所述的一種緊湊式板式空冷器，其特征在于:所述板束(6)為整體結(jié)構(gòu)或由多個板束模塊單元(15)組合而成。7.如權(quán)利要求1所述的一種緊湊式板式空冷器，其特征在于:熱流體為液體工況下，進(jìn)、出口接管位于管箱圓拱側(cè)板上端或下端;熱流體為氣體的工況下，熱流體進(jìn)口接管位于管箱圓拱側(cè)板上端，出口接管位于管箱圓拱側(cè)板下端;進(jìn)、出口接管均間隔分布。8.如權(quán)利要求1所述的一種緊湊式板式空冷器，其特征在于:所述風(fēng)機(jī)(I)為引風(fēng)式風(fēng)機(jī)。9.如權(quán)利要求1所述的一種緊湊式板式空冷器，其特征在于:熱流體進(jìn)、出口管箱(13、.7 )與相鄰板束通過焊接連接，或通過法蘭連接。
【文檔編號】F28F25/02GK106017162SQ201610535277
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月8日
【發(fā)明人】侯霄艷, 常春梅, 張向南, 郝開開
【申請人】甘肅藍(lán)科石化高新裝備股份有限公司, 上海藍(lán)濱石化設(shè)備有限責(zé)任公司, 機(jī)械工業(yè)上海藍(lán)亞石化設(shè)備檢測所有限公司