一種全鋁空氣冷卻器的製造方法

2023-07-02 06:47:51

一種全鋁空氣冷卻器的製造方法
【專利摘要】一種全鋁空氣冷卻器，包括噴淋水泵、噴淋管架及噴頭系統、翅片管束、引風機、工藝介質進口、工藝介質出口、噴淋水箱；所述翅片管束的換熱管為扁平管，該換熱管和翅片由鋁或鋁合金製得且兩者焊接連接。本實用新型適用於冷凝冷卻操作壓力≤8.0MPa的工藝介質，工藝介質包括蒸汽、汽-氣混合物、各種工藝氣體及液體等。如電站用汽-氣凝汽器、工廠循環水用閉式水-氣空氣冷卻器及工藝介質冷凝冷卻器如工藝氣體與空氣或氣液混合物與空氣的冷凝冷卻。
【專利說明】一種全鋁空氣冷卻器
【技術領域】
[0001]本發明屬於熱交換器【技術領域】，具體涉及一種採用空氣來冷凝冷卻各種工藝介質的大型工業用全鋁空氣冷卻器。
【背景技術】
[0002]火力發電系統中高溫、高壓蒸汽推動汽輪機做功後形成低壓蒸汽，工藝要求將其冷卻為凝結水。傳統的水冷卻器耗水量較大，新增火電機組已逐漸空冷技術替代以節約耗水量。
[0003]電站用凝汽器主要發展技術方向是直接空冷技術即利用空氣冷凝凝汽器內的低壓蒸汽。現有凝汽器由兩面單排管束組成，每排管束包含了多個平行翅片管。單個翅片管採用扁平長管、沿長度方向焊接翅片的結構，扁管材質為鋼鋁複合管，翅片材質為鋁合金。兩個單排管束呈「人字形」布置，夾角一般在60°C左右。軸流式鼓風機布置在凝汽器管束正下方。蒸汽從布置在管束頂端的蒸汽室流入兩排管束，空氣由風機鼓入單排管束上翅片形成的空氣流道，蒸汽和空氣呈錯流方式換熱。
[0004]現有直接空冷凝汽器的扁管材質均為鋼鋁複合管，基體為碳鋼，表面塗層為鋁，鋼材導熱係數遠小於工業中常用金屬鋁材的導熱係數，導致換熱面積過大使設備噸位龐大，佔地面積較大。此外，設備冷凝蒸汽效果受環境溫度影響較大。
[0005]文獻CN102788516 A提供了一種V型翅片管束布置方式以改進現有人字型結構空氣分布均勻性。
[0006]文獻CN200979376Y公開了真空釺焊板翅片式直接空冷凝汽器。傳熱元件為鋁製扁管和按標準板翅片式熱交換器翅片焊接形成，整體結構也為人字形結構。
[0007]文獻CN201306932Y提供了一種直接空冷凝汽器結構，其特徵在於風筒上方帶有控制進風通道的結構。
[0008]文獻CN201637318 U公開了一種火力發電站專用間接空氣冷卻器結構，其特徵為
鋼鋁複合扁管。
[0009]上述用於電站凝汽器的扁管空冷器只能用於冷凝蒸汽等負壓操作場合，不能用於其它工業領域。
實用新型內容
[0010]為解決上述技術中存在的問題，本發明提供一種全鋁空氣冷卻器，在負壓、正壓狀態下均能運行。
[0011]本實用新型之目的採用以下技術方案予以實現:一種全鋁空氣冷卻器，包括噴淋水泵、噴淋管架及噴頭系統、翅片管束、引風機、工藝介質進口、工藝介質出口、噴淋水箱；所述翅片管束的換熱管為扁平管，該換熱管和翅片由鋁或鋁合金製得且兩者焊接連接。
[0012]所述翅片管束置於引風機下方的兩側，該翅片管束的上端連接工藝介質進口，下端連接工藝介質出口 ；所述噴淋水箱置於所述翅片管束的下方，噴淋水管及噴頭系統置於所述翅片管束的外側並通過噴淋水泵和所述噴淋水箱連通。
[0013]所述翅片管束置於引風機下方且以該引風機的中心線為中心呈V型布置，該翅片管束的上端連接工藝介質進口，下端連接工藝介質出口 ；所述噴淋水箱置於所述翅片管束的下方，噴淋水管及噴頭系統平行置於所述翅片管束的外側並通過噴淋水泵和所述噴淋水箱連通。
[0014]所述翅片管束置於引風機下方且水平布置，該翅片管束的一端為工藝介質進口，另一端為工藝介質出口 ；所述噴淋水箱置於所述翅片管束的下方，噴淋水管及噴頭系統平行置於所述翅片管束的下方並通過噴淋水泵和所述噴淋水箱連通。
[0015]所述工藝介質出口處安裝溫度傳感器。
[0016]本實用新型的優點在於: [0017]翅片管束的扁平管的材質為鋁及其合金，翅片材質也為鋁及其合金。鋁合金扁平管導熱係數遠遠高於碳鋼、不鏽鋼等鋼鋁複合管，極大地提高設備傳熱性能。在同樣熱負荷條件下，較鋼材質加工的扁平管，顯著減小換熱面積。
[0018]用鋁及其合金製造的扁平管內腔可間隔設置若干矩形通道、三角形通道等形式，管內壁面可採用光滑、鋸齒、微肋等擾流結構，使得扁管可承受較高的流體壓力，最高可達IOMPa。
[0019]佔設備重量主要部分的扁平管材質為鋁及其合金，其密度大大低於鋼材質，可明顯降低設備重量。
[0020]工藝介質進入扁平管後先由幹空氣冷凝或冷卻。可依據環境溫度高低，啟動噴淋裝置，利用冷卻水對空氣增溼、降溫，強化對扁平管內的工藝介質的冷凝冷卻，減小環境溫度對設備換熱效果的影響，保證滿足工藝要求。
[0021]利用溫度傳感器實時監控凝結水水溫，為合理調節風機轉速和噴淋水量提供操作依據。若溫度過低則降低風量，若溫度過高則啟動噴淋。
[0022]本實用新型適用於冷凝冷卻操作壓力≤8.0MPa的工藝介質，工藝介質包括蒸汽、汽-氣混合物、各種工藝氣體及液體等。如電站用汽-氣凝汽器、工廠循環水用閉式水-氣空氣冷卻器及工藝介質冷凝冷卻器如工藝氣體與空氣或氣液混合物與空氣的冷凝冷卻。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型實施例1結構示意圖；
[0024]圖2為本實用新型實施例2結構示意圖；
[0025]圖3為本實用新型實施例3結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0027]—種空氣冷卻器，包括噴淋水泵1、噴淋水管及噴頭系統2、翅片管束3、風機支撐框架4、風機5、工藝介質進口 6、風機平臺支柱7、工藝介質出口 8、前蓋板9、測溫傳感器10、噴淋水箱11、後蓋板12。
[0028]所述翅片管束3的換熱管為扁平管，該換熱管和翅片由鋁或鋁合金製得，翅片管束3由多個扁平管和翅片焊接形成。扁平管內可間隔設置若干矩形通道、三角形通道等形式，管內壁面可採用光滑、鋸齒、微肋等擾流結構，使得扁平管可承受較高的流體壓力，最高可達lOMPa。翅片可採用豎直翅片、波浪翅片、開百葉窗翅片等形式。
[0029]實施例1，一種全鋁立式或門式空氣冷卻器，其工藝熱介質在管束中的扁平管內由上垂直向下流動；翅片管束3平行置於引風機5下方的兩側，該翅片管束3的上端連接工藝介質進口 6，下端連接工藝介質出口 8 ;所述噴淋水箱11分別布置在單排管束側3下方，噴淋水管及噴頭系統2置於所述翅片管束3的外側即翅片進風口處並通過噴淋水泵I和所述噴淋水箱11連通。噴淋水通過噴淋水箱收集並通過水泵循環使用。噴淋水管及噴頭系統2的噴淋水管設置在靠近工藝介質出口管路8，在距翅片管束3的高度四分之一至二分之一處。噴淋水箱11上設有溢流口、補水口和排汙口，噴淋水管上安裝有流量調節閥和計量儀表；溫度傳感器10安裝在工藝介質出口 8處，與系統控制終端相連。利用溫度傳感器實時監控工藝介質出口溫度，為合理調節風量和噴淋水量提供操作依據。
[0030]所述引風機5安裝在兩排翅片管束3上方的框架4上，該框架4由支柱7支撐；且框架4的前後設有前蓋板9、後蓋板12用於強制空氣從翅片管束穿過。
[0031]實施例2，一種全鋁V型空氣冷卻器，每組翅片管束與水平面呈銳角傾斜放置，兩組翅片管束3以該引風機5的中心線為中心呈「V型」結構布置。引風機5安裝在兩個翅片管束3的正中上方，利用引風機5將空氣引入相鄰翅片形成的流道以冷凝冷卻扁平管內的工藝介質。該翅片管束3的上端連接工藝介質進口 6,下端連接工藝介質出口 8 ;所述噴淋水箱11置於所述翅片管束3的下方，噴淋水管及噴頭系統2平行置於所述翅片管束3的外側並通過噴淋水泵I和所述噴淋水箱11連通。餘通實施例1。
[0032]實施例3，一種全鋁水平空氣冷卻器，所述翅片管束3置於引風機5下方且水平布置，該翅片管束3的一端為工藝介質進口 6，另一端為工藝介質出口 8 ;所述噴淋水箱11置於所述翅片管束3的下方，噴淋水管及噴頭系統2平行置於所述翅片管束3的下方並通過噴淋水泵I和所述噴淋水箱11連通。餘通實施例1。
[0033]熱介質進入工藝介質進口 6的管路後流入翅片管束3中的扁平管，並沿扁平管內流道流動，冷介質空氣以橫流方式通過相鄰翅片形成的流道，熱介質和空氣以錯流方式進行換熱。在環境溫度較低條件下，工藝介質進入扁平管由幹空氣冷凝或冷卻達到出口溫度要求。若工藝介質出口溫度過低，可降低風機轉速，減小空氣流量。當環境溫度較高時，啟動噴淋裝置，利用冷卻水增溼空氣，對扁平管內工藝介質進行強化冷凝冷卻，直至滿足工藝出口溫度要求。
【權利要求】
1.一種全鋁空氣冷卻器，包括噴淋水泵、噴淋管架及噴頭系統、翅片管束、引風機、工藝介質進口、工藝介質出口、噴淋水箱；其特徵在於:所述翅片管束(3)的換熱管為扁平管，該換熱管和翅片為鋁或鋁合金製得且兩者焊接連接。
2.根據權利要求1所述的一種全鋁空氣冷卻器，其特徵在於:所述翅片管束(3)置於引風機(5)下方的兩側，該翅片管束(3)的上端連接工藝介質進口(6)，下端連接工藝介質出口(8);所述噴淋水箱(11)置於所述翅片管束(3)的下方，噴淋水管及噴頭系統(2)置於所述翅片管束(3 )的外側並通過噴淋水泵(I)和所述噴淋水箱(11)連通。
3.根據權利要求1所述的一種全鋁空氣冷卻器，其特徵在於:所述翅片管束(3)置於引風機(5)下方且以該引風機(5)的中心線為中心呈V字形布置，該翅片管束(3)的上端連接工藝介質進口(6)，下端連接工藝介質出口(8);所述噴淋水箱(11)置於所述翅片管束(3)的下方，噴淋水管及噴頭系統(2 )平行置於所述翅片管束(3 )的外側並通過噴淋水泵(I)和所述噴淋水箱(11)連通。
4.根據權利要求1所述的一種全鋁空氣冷卻器，其特徵在於:所述翅片管束(3)置於引風機(5)下方且水平布置,該翅片管束(3)的一端為工藝介質進口(6),另一端為工藝介質出口(8);所述噴淋水箱(11)置於所述翅片管束(3)的下方，噴淋水管及噴頭系統(2)平行置於所述翅片管束(3 )的下方並通過噴淋水泵(I)和所述噴淋水箱(11)連通。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的一種全鋁空氣冷卻器，其特徵在於:所述工藝介質出口(8)處安裝溫度傳感器(10)。
【文檔編號】F28F21/08GK203518660SQ201320651937
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月22日 優先權日:2013年10月22日
【發明者】張延豐, 常春梅, 鄒建東, 唐海, 陳韶範, 趙國棟 申請人:甘肅藍科石化高新裝備股份有限公司, 上海藍濱石化設備有限責任公司, 蘭州藍亞石油化工裝備工程有限公司, 機械工業蘭州石油化工設備檢測所有限公司