一種新型空冷單排管束的製作方法

2023-05-02 16:30:41 2

專利名稱：一種新型空冷單排管束的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種新型空冷單排管束，屬於火力發電廠、化工和空分行業等空氣冷卻設備。
背景技術：
直接空氣系統的換熱器是系統的主體部分，單排管管內為較高溫度蒸汽等介質，其熱量通過釺焊在單排管基管的翅片，傳到單排管管外較低溫度的空氣中。其製造質量、運行性能及使用壽命是其研製過程中的主要問題。由於換熱器設備佔空氣系統投資的一半左右，因此空氣換熱裝置的價格、傳熱能力與阻力性能的優劣及使用壽命的長短，對於空氣機組的安全經濟運行起著舉足輕重的作用。 現有的換熱器基管為橢圓扁管，空氣側流動通道較長，阻力較大，基管橫截面較大，造成原材料成本高；通道中空氣多處於層流狀態，易於積灰，增加系統的清洗次數；翅片中落入的灰塵更容易影響到換熱強度。單排管換熱時會出現層流和紊流現象，層流時換熱速率低，紊流時換熱速率高，如何依靠紊流達到更高的換熱效果是一直以來的研究課題。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種新型空冷單排管束，它的基管為帶倒角的矩形扁管，縮短了基管長度，節省了材料更加便於清洗，保證換熱強度，帶倒角的矩形扁管減小應力集中，不僅大幅度提高剛度，並防止冬季基管變形後出現凍裂現象；在傳統的蛇形平翅片上開設擾流孔，利用擾流孔破壞單排管束換熱時的層流狀態，使翅片間冷空氣保持在紊流狀態下進行換熱，破壞原有的邊界層，增強冷空氣的不斷交換，使翅片側對流換熱強度大幅度增加，同時提高散熱器換熱效率，在相同的熱負荷下節省了散熱器的換熱面積，減小了翅片長度，降低管束製作成本。本實用新型的技術方案一種新型空冷單排管束，包括基管和翅片，翅片設於基管上下兩個表面，基管為帶倒角的矩形扁管，基管和翅片間通過整體釺焊焊接在一起，翅片為蛇形，翅片上設有擾流孔。由於將管束中的基管制作成帶倒角的矩形扁管，縮短了基管長度，節省了材料更加便於清洗，保證換熱強度，矩形管減小了應力集中，不僅大幅度提高剛度，並防止冬季基管變形後出現凍裂現象；由於在蛇形翅片上開設擾流孔，使翅片側保持對流換熱，強度換熱增加。前述的這種新型空冷單排管束中，所述翅片上的擾流孔的數量為偶數個。設有偶數個擾流孔，使翅片內完全形成對流，加速冷空氣的不斷交換。前述的這種新型空冷單排管束中，所述擾流孔的形狀為矩形、橢圓形或三角形。前述的這種新型空冷單排管束中，所述翅片上還設有凸起和凹槽，凸起和凹槽交錯分布在翅片上。前述的這種新型空冷單排管束中，所述擾流孔上設有與擾流孔形狀相同的擾流板。前述的這種新型空冷單排管束中，所述擾流板與翅片的夾角α為10° 30°。前述的這種新型空冷單排管束中，基管材料為鋼招複合板,基管寬度為180mm 219mm,基管高度為 13_ 19mm,基管壁厚為I. 2mm I. 52mm。前述的這種新型空冷單排管束中，所述鋼鋁複合板的基材為低碳鋼板和4343鋁板複合而成，其中低碳鋼板壁厚為I. 2mm I. 47mm, 4343鋁板壁厚為O. 025mm O. 070mm。前述的這種新型空冷單排管束中，翅片厚度為O. 2mm O. 3mm,翅片高度為13mm 19mm，翅片材料為普通鋁材3003H24。由於翅片使用普通鋁材3003H24作為材料，所以減少產生腐蝕，延長其使用壽命，不但保證熱傳導率，同時節省翅片製作成本。前述的這種新型空冷單排管束中，任意相鄰兩翅片間設有通道，通道為均勻通道，通道寬度為2. 2mm 3. 0臟。。前述的這種新型空冷單排管束中，翅片為平直翅片。與現有技術相比，本實用新型新型空冷單排管束由基管和翅片組成，基管的橫截面形狀為帶倒角的矩形扁管，其兩端呈圓弧狀，在長時間使用後，更加便於對落入灰塵的清洗，避免灰塵阻隔降低換熱效率，保證換熱強度；翅片使用普通鋁材3003H24作為材料，使翅片與基管鍍層材料相同，減少產生腐蝕，延長其使用壽命，不但保證熱傳導率，同時節省翅片製作成本。傳統的橢圓形管，冬季基管受凍後變形易發生洩漏，一旦發生洩漏會產生巨額維修費用，本實用新型採用帶倒角的矩形扁管倒角減小應力集中，提高剛度，冬季防凍能力增強，變形後防止凍裂現象發生，減少維修費用。翅片沿著基管的縱向呈蛇形彎曲的形狀，並在翅片上開設擾流孔，在擾流孔的作用下破環空氣側通道中邊界層的層流狀態，使翅片間冷空氣保持在紊流的狀態下，增強冷空氣的不斷交換，進行穩定對流換熱，使翅片側換熱強度大幅度增加，同時提高散熱器換熱效率，提高換熱效率近6 10%，開設擾流孔同時節省了翅片的材料。在相同的散熱量的情況下，本實用新型的空氣測壓降和管束側壓降都將降低，從而降低風機功率，節省能源。

圖I是本實用新型結構示意圖；圖2是本實用新型俯視圖；圖3是帶矩形擾流孔的翅片的結構示意圖；圖4是帶橢圓形擾流孔的翅片的結構示意圖；圖5是帶矩形擾流板的翅片的主視圖；圖6是帶三角形擾流板的翅片的主視圖；圖7是單翅片側視圖。附圖中的標記為I-基管，2-翅片，3-擾流板，4-通道，5-擾流孔，6_凸起，7_凹槽。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明，但並不作為對本實用新型限制的依據。本實用新型的實施例I :如圖I、圖2所示，一種新型空冷單排管束，包括基管I和翅片2，基管I為帶倒角的矩形扁管，翅片2設於基管I上下兩個表面，基管I和翅片2間通過整體釺焊焊接在一起，翅片2為蛇形，翅片2上設有擾流孔5。所述翅片2上的擾流孔5的數量為偶數個，擾流孔5均勻分布於翅片2上。所述擾流孔5的形狀為矩形。所述翅片2上還設有凸起6和凹槽7，凸起6和凹槽7交錯分布在翅片2上。如圖5所示，所述擾流孔5上設有與擾流孔形狀相同的擾流板3。如圖7所示，所述擾流板3與翅片2的夾角α為10°。基管I材料為鋼鋁複合板，基管I寬度為180mm，基管I高度為13mm，基管I壁厚為 I. 2mmο所述鋼鋁複合板的基材為低碳鋼板和4343鋁板複合而成，其中低碳鋼板壁厚為I. 2mm, 4343 鋁板壁厚為 O. 025mm。翅片2材料為普通鋁材3003H24，材料厚度為O. 2mm,翅片2高度為13mm。任意相鄰兩翅片2間設有通道4,通道4為均勻通道,通道4寬度為2. 2mm,。翅片2為平直翅片。本實用新型的實施例2 :如圖I、圖2所示，一種新型空冷單排管束，包括基管I和翅片2，基管I為帶倒角的矩形扁管，翅片2設於基管I上下兩個表面，基管I和翅片2間通過整體釺焊焊接在一起，翅片2為蛇形，翅片2上設有擾流孔5。所述翅片2上的擾流孔5的數量為偶數個，擾流孔5均勻分布於翅片2上。如圖6所示，所述擾流孔5的形狀為三角形。所述翅片2上還設有凸起6和凹槽7，凸起6和凹槽7交錯分布在翅片2上。所述擾流孔5上設有與擾流孔形狀相同的擾流板3。如圖7所示，所述擾流板3與翅片2的夾角α為20°。基管I材料為鋼鋁複合板，基管I寬度為183mm，基管I高度為16mm，基管I壁厚為 I. 3mmο所述鋼鋁複合板的基材為低碳鋼板和4343鋁板複合而成，其中低碳鋼板壁厚為I. 3mm, 4343 鋁板壁厚為 O. 04mm。翅片2厚度為O. 25mm,翅片2高度為16mm，翅片2材料為普通鋁材3003H24。每相鄰兩翅片2兩翅片2間設有通道4，通道4為均勻通道，通道4寬度為2. 4_。翅片2為平直翅片。本實用新型的實施例3 :如圖I、圖2所示，一種新型空冷單排管束，包括基管I和翅片2，基管I為帶倒角的矩形扁管，翅片2設於基管I上下兩個表面，基管I和翅片2間通過整體釺焊焊接在一起，翅片2為蛇形，翅片2上設有擾流孔5。所述翅片2上的擾流孔5的數量為偶數個。所述擾流孔5的形狀為矩形。所述翅片2上還設有凸起6和凹槽7，凸起6和凹槽7交錯分布在翅片2上。如圖5所示，所述擾流孔5上設有與擾流孔形狀相同的擾流板3。如圖7所示，所述擾流板3與翅片2的夾角α為30°。[0057]基管I材料為鋼鋁複合板，基管I寬度為185mm，基管I高度為19mm，基管I壁厚為 I. 4mmο所述鋼鋁複合板的基材為低碳鋼板和4343鋁板複合而成，其中低碳鋼板壁厚為I. 4mm, 4343 鋁板壁厚為 O. 06mm。翅片2厚度為O. 3mm,翅片2高度為19mm，翅片2材料為普通鋁材3003H24。每相鄰兩翅片2間設有通道4,通道4為均勻通道,通道4寬度為2. 6_。翅片2為平直翅片。本實用新型的實施例4 :如圖I、圖2所示，一種新型空冷單排管束，包括基管I和翅片2，基管I為帶倒角的矩形扁管，翅片2設於基管I上下兩個表面，基管I和翅片2間通·過整體釺焊焊接在一起，翅片2為蛇形，翅片2上設有擾流孔5。·所述翅片2上的擾流孔5的數量為偶數個。如圖4所示，所述擾流孔5的形狀為橢圓形。所述翅片2上還設有凸起6和凹槽7，凸起6和凹槽7交錯分布在翅片2上。基管I材料為鋼鋁複合板，基管I寬度為188mm，基管I高度為16mm，基管I壁厚為 I. 52mm。所述鋼鋁複合板的基材為低碳鋼板和4343鋁板複合而成，其中低碳鋼板壁厚為I. 4mm, 4343 鋁板壁厚為 O. 070mm。翅片2厚度為O. 25mm,翅片2高度為16mm，翅片2材料為普通鋁材3003H24。每相鄰兩翅片2間設有通道4,通道4為均勻通道,通道4寬度為3. 0mm。翅片2為平直翅片。本實用新型的實施例5 :如圖I、圖2所示，一種新型空冷單排管束，包括基管I和翅片2，基管I為帶倒角的矩形扁管，翅片2設於基管I上下兩個表面，基管I和翅片2間通過整體釺焊焊接在一起，翅片2為蛇形，翅片2上設有擾流孔5。所述翅片2上的擾流孔5的數量為偶數個。如圖3所示，所述擾流孔5的形狀為矩形。基管I材料為鋼鋁複合板，基管I寬度為190mm，基管I高度為19mm，基管I壁厚為 I. 5mmο鋼鋁複合板的基材為低碳鋼板和4343鋁板複合而成，其中低碳鋼板壁厚為
I.47mm, 4343 鋁板壁厚為 O. 050mm。翅片2厚度為O. 25mm,翅片2高度為19mm，翅片2材料為普通鋁材3003H24。每相鄰兩翅片2之間設有通道4，通道4為均勻通道，通道4寬度為3. Omm翅片2為平直翅片。本實用新型的工作原理用特製滾壓翅片成型機加工新型蛇形開設擾流孔5翅片2 ;單排管束新型基管I用鋼鋁覆合板焊接為圓管，然後用專用模具壓制為帶倒角的矩形扁管。蛇形開設擾流孔5的翅片2釺焊在基管I上下兩個表面。運作時基管I內熱蒸汽將熱量與翅片2間的冷空氣進行轉換達到散熱的目的。利用翅片2上的擾流孔5的擾流現象，破壞原有的邊界層，增強冷空氣的不斷交換，使翅片2間冷空氣保持紊流狀態換熱，則翅片2側對流換熱強度大幅度增加，減小了翅片長度，降低管束製作成本。
權利要求1.一種新型空冷單排管束，包括基管(I)和翅片(2)，翅片(2)設於基管(I)的上下兩個表面，其特徵在於基管(I)為帶倒角的矩形扁管，基管(I)和翅片(2)間通過整體釺焊焊接在一起，翅片(2)為蛇形，翅片(2)上設有擾流孔(5)。
2.根據權利要求I所述的一種新型空冷單排管束，其特徵在於所述翅片(2)上的擾流孔(5)的數量為偶數個。
3.根據權利要求I所述的一種新型空冷單排管束，其特徵在於所述擾流孔(5)的形狀為 矩形、橢圓形或三角形。
4.根據權利要求I所述的一種新型空冷單排管束 ，其特徵在於所述翅片(2)上還設有凸起(6)和凹槽(7)，凸起(6)和凹槽(7)交錯分布在翅片(2)上。
5.根據權利要求I或3所述的一種新型空冷單排管束，其特徵在於所述擾流孔(5)上設有與擾流孔形狀相同的擾流板(3 )。
6.根據權利要求5所述的一種新型空冷單排管束，其特徵在於所述擾流板(3)與翅片(2)的夾角α為10° 30°。
7.根據權利要求I所述的一種新型空冷單排管束，其特徵在於基管(I)材料為鋼鋁複合板，基管(I)寬度為180mm 190mm,基管(I)高度為13mm 19mm,基管(I)壁厚為I. 2mm I. 52mm。
8.根據權利要求7所述的一種新型空冷單排管束，其特徵在於所述鋼鋁複合板的基材為低碳鋼板和4343鋁板複合而成，其中低碳鋼板壁厚為I. 2mm I. 47mm, 4343鋁板壁厚為 O. 025mm O. 070mm。
9.根據權利要求I所述的一種新型空冷單排管束，其特徵在於翅片(2)厚度為O.2mm O. 3mm，翅片(2)高度為13mm 19mm，翅片(2)的材料為普通鋁材3003H24。
10.根據權利要求I所述的一種新型空冷單排管束，其特徵在於任意相鄰兩翅片(2)之間設有通道(4),通道(4)為均勻通道,其寬度為2. 2mm 3. 0mm。
專利摘要本實用新型公開了一種新型空冷單排管束，包括基管和翅片，翅片設於基管上下兩個表面，基管為帶倒角的矩形扁管，基管和翅片間通過整體釺焊焊接在一起，翅片為蛇形，翅片上設有擾流孔。本實用新型的基管為帶倒角的矩形扁管，縮短了基管長度，節省了材料更加便於清洗，保證換熱強度，帶倒角的矩形扁管減小應力集中，不僅大幅度提高剛度，並防止冬季基管變形後出現凍裂現象；在傳統的蛇形平翅片上開設擾流孔，利用擾流孔破壞單排管束換熱時的層流狀態，使翅片間冷空氣保持在紊流狀態下進行換熱，破壞原有的邊界層，增強冷空氣的不斷交換，使翅片側對流換熱強度大幅度增加，同時提高散熱器換熱效率，在相同的熱負荷下節省了散熱器的換熱面積。
文檔編號F28F1/12GK202770294SQ201220483298
公開日2013年3月6日 申請日期2012年9月20日 優先權日2012年9月20日
發明者閆平, 邢蒼, 漢伯·漢博瑞格茨, 劉學, 李國棟 申請人:華電重工股份有限公司, 艾斯特空冷技術有限公司