一種管式蒸發冷卻器的製作方法

2023-06-13 09:24:41

本實用新型涉及蒸發冷卻器技術領域，尤其涉及一種管式蒸發冷卻器。

背景技術：

蒸發冷卻器的主要特點是利用管外水膜的蒸發強化管外傳熱，其工作過程是用系統中的循環水泵將噴淋冷卻水輸送到位於水平放置的光管管束上方的噴淋水分配器，由分配器將冷卻水向下噴淋到傳熱管表面，使管外表面形成連續均勻的薄水膜；同時用風機將空氣從設備下部空氣吸入窗口吸入，使空氣自下向上流動，橫掠水平放置的光管管束。此時傳熱管的管外傳熱除依靠水膜與空氣流間的顯熱傳遞外，管外表面水膜的迅速蒸發吸收了大量的熱量，強化了管外傳熱。

由於水具有較高的汽化潛熱(水在一個大氣壓下的汽化潛熱為570Kcal/Kg)因此管外水膜的蒸發大大地強化了管外傳熱，使設備總體傳熱效率明顯提高。管外表面水膜的蒸發使得空氣穿過光管管束後溼度增加而接近飽和，風機一般是頂置式，將飽和溼空氣從管束中抽出並使其穿過位於噴淋水分配器上方的擋水器，除去飽和溼空氣中夾帶的水滴後從設備頂部風機出口排入大氣中，由於風機位於設備上部向上抽吸空氣，從而在風機下部空間形成負壓區域，加速了管外表面水膜的蒸發，有利於強化管外傳熱，蒸髮式冷卻器中，工藝介質走管內水平流動，空氣、水走管外，空氣由下向上流動，噴淋水則由上往下流動，水、空氣與工藝介質為交叉錯流，水與空氣為逆流，這樣一來從流程布置上雖然強化了傳熱傳質過程，但也帶來了風機容易鏽蝕和電機受熱氣長期侵蝕導致使用壽命不長的技術問題。

中國專利公開號：202177321U，公開了一種管式蒸發冷卻器，包括設於底部的水箱、位於水箱上方的殼體、設於殼體上的空氣入口、設於殼體內且位於空氣入口上方由複數根換熱管組成的換熱管束、設於換熱管束上方的噴淋裝置、通過噴淋上水管與噴淋裝置連接的循環水泵、設於噴淋裝置上方的收水器、設於收水器上方的冷卻裝置，所述換熱管束兩側設有管箱，管箱上分別設有熱工藝介質進口和出口，所述噴淋裝置包括複數根噴淋支管，每根噴淋支管上設有複數個布水器，所述噴淋上水管包括兩根，所述循環水泵包括兩個，其中一個循環水泵通過一噴淋上水管與其中一部分噴淋支管連接，另一個循環水泵通過另一噴淋上水管與另一部分噴淋支管連接。該冷卻器熱傳遞效率高，也更好地節約了水資源。但該實用新型同樣存在風機電機使用壽命不長和管垢處理不徹底的問題。

技術實現要素：

1.實用新型要解決的技術問題

針對現有技術中存在的管式蒸發冷卻器的風機電機使用壽命不長的問題，本實用新型提供了一種管式蒸發冷卻器。它可以實現無需使用風機即可達到冷卻效果的目的，而且，由於不使用風機，使用和生產運行成本降低。

2.技術方案

為達到上述目的，本實用新型提供的技術方案為：

一種管式蒸發冷卻器，包括從下至上互相固定連接的底座和殼體，以及殼體內部固定安裝的水平分層布局的冷卻管束集，還包括殼體上方和殼體固定連接的引風冷卻塔，頂端向上完全開口，內壁均勻固定分布有擋水片，將部分水分冷凝後滴落返回系統，防止過多的水分排出造成水資源的浪費；底座和殼體固定連接處還固定安裝有完全罩於冷卻管束集上部的噴淋裝置。通過引風冷卻塔代替起吸風作用的風機，降低了裝機總量和生產運行成本，無需因為電機易損而頻繁的更換風機，能夠長時間處於持續工作狀態。

進一步的技術方案，所述引風冷卻塔呈從中部向下並外開的腰塔狀雙曲線冷卻塔，符合流體力學中容易產生風渦流的原理，產生的氣流速度快，能有效提高冷卻效果。

進一步的技術方案，引風冷卻塔有2至4個，並完全覆蓋殼體上端開口，根據蒸發冷卻器型號大小進行差別式布局，以保證不同型號蒸發冷卻器的冷卻效果。

進一步的技術方案，引風冷卻塔外壁均勻固定分布有和引風冷卻塔豎向彎曲程度等同的加強筋，起到緊固和穩定冷卻塔的作用。

進一步的技術方案，擋水片呈環形，並呈向下傾斜開放的喇叭狀，不影響風渦流的形成，且有效阻擋水分的過度排出。

進一步的技術方案，還包括固定於底座側面的鼓風機，所述底座呈上部開口的半封閉狀，底部為噴淋水池；鼓風機下置式，向內吹風，沒有熱溼氣對電機絕緣的侵蝕和對風機的鏽蝕，提高了鼓風機的使用壽命(現有技術的頂置式是將熱溼氣吸入後排放，溼氣直接衝向電機，電機受潮風險較大)；向內吹風和引風冷卻塔的引風互相協同，加速了引風效率，進一步提高冷卻效果；而且，吹風還可以延緩噴淋水的在冷卻管束集上的下落速度，加速了板束集外表面水膜的蒸發，並提高了蒸發量，提高了與板束集內軟水的換熱量，引風冷卻塔、下置式鼓風機、噴淋裝置三者的結合有著很強的協同作用和效果。

進一步的技術方案，所述噴淋裝置為向下開有噴淋孔的排管，噴淋孔無死角罩於冷卻管束集正上方，使整個冷卻管束集換熱均勻無死角。

進一步的技術方案，所述鼓風機為軸流風機，吹風效率高，能長時間處於工作狀態；所述底座外圍設置擋風牆，避免雜質吹入系統，並使系統周圍氣壓穩定，起到穩定軸流風機的作用。

進一步的技術方案，所述冷卻管束集通過冷卻進水口和冷卻出水口與高爐的軟水系統相通，冷卻進水口和冷卻出水口在冷卻管束集兩側呈相對，且冷卻進水口在上、冷卻出水口在下設置，和風的方向相反，逆風向流動，相當於二次換熱，提高了換熱效率。

進一步的技術方案，所述底座的側底部還開有帶有閥門的排汙口，方便噴淋水池內的雜質排出。

3.有益效果

採用本實用新型提供的技術方案，與現有技術相比，具有如下有益效果：

(1)本實用新型的一種管式蒸發冷卻器，通過引風冷卻塔代替起吸風作用的風機，降低了裝機總量和生產運行成本，無需因為電機易損而頻繁的更換風機，能夠長時間處於持續工作狀態；

(2)本實用新型的一種管式蒸發冷卻器，腰塔狀雙曲線冷卻塔，符合流體力學中容易產生風渦流的原理，產生的氣流速度快，能有效提高冷卻效果；

(3)本實用新型的一種管式蒸發冷卻器，引風冷卻塔有2至4個，是發明人根據蒸發冷卻器型號大小進行差別式布局，以保證不同型號蒸發冷卻器的冷卻效果；

(4)本實用新型的一種管式蒸發冷卻器，加強筋起到緊固和穩定冷卻塔的作用；擋水片將部分水分冷凝後滴落返回系統，防止過多的水分排出造成水資源的浪費；

(5)本實用新型的一種管式蒸發冷卻器，擋水片呈環形，並呈向下傾斜開放的喇叭狀，不影響風渦流的形成，且有效阻擋水分的過度排出；

(6)本實用新型的一種管式蒸發冷卻器，鼓風機下置式，向內吹風，沒有熱溼氣對電機絕緣的侵蝕和對風機的鏽蝕，提高了鼓風機的使用壽命(現有技術的頂置式是將熱溼氣吸入後排放，溼氣直接衝向電機，電機受潮風險較大)；向內吹風和引風冷卻塔的引風互相協同，加速了引風效率，進一步提高冷卻效果；而且，吹風還可以延緩噴淋水的在冷卻管束集上的下落速度，加速了板束集外表面水膜的蒸發，並提高了蒸發量，提高了與板束集內軟水的換熱量，引風冷卻塔、下置式鼓風機、噴淋裝置三者的結合有著很強的協同作用和效果；

(7)本實用新型的一種管式蒸發冷卻器，擋風牆避免雜質吹入系統，並使系統周圍氣壓穩定，起到穩定軸流風機的作用；軸流風機的吹風效率高，能長時間處於持續工作狀態；

(8)本實用新型的一種管式蒸發冷卻器，噴淋孔無死角罩於冷卻管束集正上方，使整個冷卻管束集換熱均勻無死角；

(9)本實用新型的一種管式蒸發冷卻器，冷卻進水口在上、冷卻出水口在下設置，和風的方向相反，逆風向流動，相當於二次換熱，提高了換熱效率。

(10)本實用新型的一種管式蒸發冷卻器，排汙口能夠方便噴淋水池內的雜質排出。

附圖說明

圖1為實施例3的一種管式蒸發冷卻器結構示意圖；

圖2為實施例3的一種管式蒸發冷卻器的側視圖。

示意圖中的標號說明：1、底座；2、殼體；3、引風冷卻塔；4、噴淋裝置；5、鼓風機；11、排汙口；21、冷卻管束集；22、冷卻出水口；23、冷卻進水口；31、加強筋；32、擋水片；41、噴淋出水口。

具體實施方式

為進一步了解本實用新型的內容，結合附圖對本實用新型作詳細描述。

實施例1

某鋼鐵廠2座4000m3高爐冷卻壁和熱風爐採用軟水密閉循環冷卻系統，2座高爐共計使用38臺本實施例的管式蒸發冷卻器，並聯運行，本實施例的管式蒸發冷卻器，包括3m*9m的底座1、底座1正上方相互固定連接的殼體2，以及殼體2內部固定安裝的水平分層布局的冷卻管束集21，還包括殼體2上方和殼體2固定連接的2座引風冷卻塔3，完全覆蓋殼體2上端開口，引風冷卻塔3的頂端向上完全開口，內壁均勻固定分布有擋水片32，將部分水分冷凝後滴落返回系統，防止過多的水分排出造成水資源的浪費，本實施例中引風冷卻塔3是呈從中部向下並外開的腰塔狀雙曲線冷卻塔，高度為3米，底座1和殼體2固定連接處還固定安裝有完全罩於冷卻管束集21上部的噴淋裝置4。

本實施例的管式蒸發冷卻器，通過引風冷卻塔代替起吸風作用的風機，降低了裝機總量和生產運行成本，無需因為電機易損而頻繁的更換風機，能夠長時間處於工作狀態。腰塔狀雙曲線冷卻塔，符合流體力學中容易產生風渦流的原理，產生的氣流速度快，能有效提高冷卻效果。

實施例2

本實施例的管式蒸發冷卻器，基本結構同實施例1，不同和改進之處在於：雙曲線冷卻塔有4個，高度為4米，外壁均勻固定分布有4至8根和引風冷卻塔3豎向彎曲程度等同的加強筋31，本實施例中為4根，起到緊固和穩定冷卻塔的作用。擋水片32呈環形，並呈向下傾斜開放的喇叭狀，不影響風渦流的形成，且有效阻擋水分的過度排出。

本實施例的管式蒸發冷卻器，由於雙曲線冷卻塔不同於頂置的風機，能夠穩定的固定於殼體2的上部，避免了風機的持續振動對冷卻管束集21的影響，使整個系統處於一種十分穩固的狀態；

經測算，本實施例的管式蒸發冷卻器，在2015年5月應用以來，一直在持續運行而無需維護，換熱冷卻效果也始終保持未變。

實施例3

本實施例的管式蒸發冷卻器，基本結構同實施例2，不同和改進之處在於：如圖1、2所示，雙曲線冷卻塔有3個，高度為6米，加強筋31為8根，還包括固定於底座1側面的鼓風機5，所述底座1呈上部開口的半封閉狀，底部為噴淋水池，與鼓風機5相對的一側開有通過管道連通噴淋裝置4的噴淋出水口41，所述噴淋裝置4設置於殼體1上部內側，向下均勻開有噴淋孔，噴淋孔無死角罩於冷卻管束集21正上方；鼓風機下置式，向內吹風，沒有熱溼氣對電機絕緣的侵蝕和對風機的鏽蝕，提高了鼓風機的使用壽命；向內吹風和引風冷卻塔的引風互相協同，加速了引風效率，進一步提高冷卻效果；而且，吹風還可以延緩噴淋水的在冷卻管束集上的下落速度，加速了板束集外表面水膜的蒸發，並提高了蒸發量，提高了與板束集內軟水的換熱量，引風冷卻塔、下置式鼓風機、噴淋裝置三者的結合有著很強的協同作用和效果。所述鼓風機5為軸流風機，吹風效率高，能長時間處於工作狀態；所述底座1外圍可以設置擋風牆，避免雜質吹入系統，並使系統周圍氣壓穩定，起到穩定軸流風機的作用。

實施例4

本實施例的管式蒸發冷卻器，基本結構同實施例2，不同和改進之處在於：所述冷卻管束集21通過冷卻進水口23和冷卻出水口22與高爐的軟水系統相通，冷卻進水口23和冷卻出水口22在冷卻管束集21兩側呈相對，且冷卻進水口23在上、冷卻出水口22在下設置，和風的方向相反，逆風向流動，相當於二次換熱，提高了換熱效率。所述底座1的側底部還開有帶有閥門的排汙口11，方便噴淋水池內的雜質排出。

以上示意性的對本實用新型及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本實用新型的實施方式之一，實際的結構並不局限於此。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本實用新型創造宗旨的情況下，不經創造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例，均應屬於本實用新型的保護範圍。