專利名稱：一種新扁平管空冷器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用空氣作為冷卻介質(zhì)熱流體冷凝.冷卻器。
背景技術(shù)：
空冷器是一種用空氣作為冷卻介質(zhì)的熱流體冷凝.冷卻器，廣泛用國民經(jīng)濟(jì)各部門。如石油化工的塔頂餾出物空冷器、汽輪機(jī)排汽凝汽器、電力變壓器和液壓油油冷卻器、工業(yè)用暖風(fēng)機(jī)、空調(diào)室外機(jī)的冷凝器及室內(nèi)機(jī)的蒸發(fā)器、風(fēng)機(jī)盤管和汽車水箱等等。世界上第一臺(tái)工業(yè)空冷器是由德國GEA公司于1939首次在發(fā)電廠應(yīng)用，迄今為止已有近80年的歷史?；痣姀S空冷技術(shù)，經(jīng)歷了容量由小到大，技術(shù)上不斷成熟，應(yīng)用地區(qū)不斷擴(kuò)大，人們的重視程度不斷提高的過程。目前，電廠空冷系統(tǒng)有1.直接空冷系統(tǒng)(又稱 空冷島，簡稱ACC) ；2.采用表面式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)(即哈蒙系統(tǒng))；3.采用混合式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)(即海勒系統(tǒng))。三種系統(tǒng)都已得到成功的應(yīng)用。按傳熱元件分，空冷器可以分為板式和管式兩大類。板式空冷器，只能用于熱負(fù)荷不大的場合，管式為主流空冷器。空冷凝汽器的翅片管，發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段，從上世紀(jì)50年代的多排圓形翅片管，到70年代的雙排橢圓形翅片管，然后到90年代的單排扁平管，性能上不斷提聞。公知的扁平管的傳熱基板材質(zhì)為碳鋼，厚度1.5mm，管內(nèi)寬17mm，當(dāng)量直徑31.34mm，管長9000-12000mm。管外釬焊上帶波紋的人字形翅片，材質(zhì)為鋁，翅片厚δ O. 35mm,翅高17. 5mm,節(jié)距2. 8mm,翅化比12. 75，翅片用夾具夾緊于光管的兩側(cè)，用硅鋁釬焊。扁平管的焊縫在頂部處。其缺點(diǎn)是管內(nèi)未設(shè)翅片，緊湊性低；用于汽輪機(jī)排汽凝汽器，管內(nèi)為負(fù)壓，管壁承受外壓，容易失穩(wěn)；管壁用導(dǎo)熱系數(shù)小的碳鋼制造，光管外廓不呈流線型，空氣流在迎風(fēng)頭有突然縮小，在排風(fēng)尾有突然擴(kuò)大，都有渦流，故風(fēng)阻較大；頂端的焊縫要采用效率不高的高頻焊接；基板和翅片間的焊接屬異種金屬釬焊，工藝復(fù)雜，效率低，每小時(shí)只能釬焊十多根。廢品率高，加工費(fèi)用高，當(dāng)量直徑尚較大。公知的板翅式空冷器廣泛用作各種熱流體的散熱器，它是由傳熱基板、翅片、封條、導(dǎo)流片經(jīng)清洗、組裝后釬焊成整體，再配上封頭和流體進(jìn)出口接管組裝而成，不僅要用封條，且迎風(fēng)面和背風(fēng)面的封條為方形，渦流比圓形的扁平管嚴(yán)重，風(fēng)阻更大。由申請人發(fā)明的一種螺旋板翅式空冷器(CN200910026411. 7)公開了一種圓形空冷器，雖然具有以下優(yōu)點(diǎn)與呈圓形風(fēng)扇的匹配性好、兩側(cè)都有高效翅片，故傳熱系數(shù)大、制造工序少、制造成本低、風(fēng)阻小。但是，其缺點(diǎn)是有效通風(fēng)面積比正方形的要小(圓形面積為外切正方形的78. 5% )，單位迎風(fēng)面的通風(fēng)率低。宜于用在負(fù)荷不過大的場合，但不太適合用于要求占地面積特大的空冷島。
發(fā)明內(nèi)容為克服上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種新扁平管。[0010]它是由傳熱基板(I)、熱流體側(cè)翅片(3)和空氣側(cè)翅片(2)、封頭(11、12)、管板
(25)、隔板(24)、夾板(4)，螺母(5)、拉桿(6)、流體進(jìn)出口接管和外殼(23)組裝而成，其特征在于組成空冷器的光管的熱介質(zhì)側(cè)設(shè)置有熱流體側(cè)翅片(3)，熱流體側(cè)沒有封條，光管的外廓呈流線型，迎風(fēng)面的熱流體側(cè)密封面加工成具有導(dǎo)流作用的尖角形，迎風(fēng)面尖角處的焊縫A可用冷壓焊或縫焊焊合，背風(fēng)面的熱流體側(cè)密封面加工成半橢圓形，包合熱流體光管的兩壁，由一塊板對折而成，中間處折彎成半橢圓形，兩側(cè)邊折彎成斜坡，鋪設(shè)好熱流體側(cè)翅片后，再用冷壓焊或縫焊焊合成為一個(gè)光管，將多個(gè)光管鋪設(shè)好空氣側(cè)翅片，組成光管組，可以用公知的入爐釬焊，當(dāng)工件過大，無法采用釬焊，就改用拉緊工藝，用夾板、拉桿和螺母夾緊，使換熱芯組成為一個(gè)整體。所述新扁平管空冷器，當(dāng)用作汽輪機(jī)排汽凝汽器時(shí)，在每塊換熱模塊的頂部設(shè)置布汽啦叭(8)和不凝抽氣口(9)，再將不凝氣抽氣口(9)與真空系統(tǒng)相聯(lián)。在以下的敘述中，將釬焊上空氣側(cè)翅片的稱為“扁平管”，將未釬焊上空氣側(cè)翅片的稱為“光管”。為克服以上缺點(diǎn)，光管的外廓呈流線型，空冷器的迎風(fēng)面外觀為方形。 本實(shí)用新型實(shí)施時(shí)分四步第一步將傳熱基板、翅片、經(jīng)清洗、組裝焊接成光管，第二步將多個(gè)光管組成光管組，第三步將多個(gè)光管組配上空氣側(cè)翅片，封頭和熱流體進(jìn)出口接管組裝，經(jīng)釬焊或拉緊，成一塊換熱模塊，第四步將多塊換熱模塊通過外接管系集聚成一臺(tái)空冷器，亦可將多根扁平管、管板、封頭、流體進(jìn)出口接管和外接管系組成一臺(tái)空冷器。當(dāng)用作汽輪機(jī)排汽凝汽器時(shí)，需要將每塊換熱模塊的不凝氣抽氣口與真空系統(tǒng)相聯(lián)。
以下結(jié)合附圖和典型的實(shí)施例，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。應(yīng)說明，所述附圖和實(shí)施例是用來說明本實(shí)用新型，并非用于限制本實(shí)用新型的范圍。在閱讀本實(shí)用新型后，如對本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，都屬于等價(jià)的改動(dòng)或修改，同樣包括于本申請所附權(quán)利要求書限定的范圍內(nèi)。圖I是公知的扁平管立體結(jié)構(gòu)圖，圖2是相鄰兩根扁平管的正視圖，圖3是圖2的側(cè)視圖，圖4是空氣側(cè)翅片結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是本實(shí)用新型發(fā)明的扁平管立體結(jié)構(gòu)圖，圖6是相鄰兩根扁平管的正視圖，圖7是圖6的側(cè)視圖，圖8是釬焊式光管組結(jié)構(gòu)示意圖，圖9是圖8俯視圖，


圖10是拉緊式光管組結(jié)構(gòu)示意圖，
圖11是
圖10俯視圖，
圖12拉緊式光管組結(jié)構(gòu)示意圖，
圖13是
圖12A-A剖視圖，
圖14是空冷島(只取兩個(gè)屋脊)的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖15是壓縮式空調(diào)室外機(jī)正視結(jié)構(gòu)示意圖，
圖16是
圖15的俯視圖，
圖17是大型油冷器正面結(jié)構(gòu)示意圖，
圖18是
圖17的側(cè)視圖。圖中傳熱基板(1)，空氣側(cè)翅片(2)，熱流體側(cè)翅片⑶，夾板⑷，螺母(5)，拉桿(6)汽輪機(jī)排汽進(jìn)口(7)，布汽啦叭⑶，不凝抽氣口(9)，進(jìn)汽封頭(10)，凝水封頭(11)，凝水出口(12)，軸流風(fēng)機(jī)(13)，汽輪機(jī)排汽總管(14)，凝水總管(15)，凝水井(16)，凝水泵(17)，換熱模塊(18)，汽態(tài)制冷劑總管(19)，液態(tài)制冷劑總管(20)，熱油總管(21)，冷油總管(22)，外殼(23)，空氣隔板(24)，光管管板(25)。
具體實(shí)施方式
圖I是公知的扁平管立體結(jié)構(gòu)圖，圖2是相鄰兩根扁平管的正視圖，圖3是圖2的側(cè)視圖，圖4是空氣側(cè)翅片結(jié)構(gòu)示意圖，為克服上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種新扁平管。圖5是這種扁平管的立體結(jié)構(gòu)圖，圖6是相鄰兩根扁平管的正視圖，圖7是圖6的側(cè)視圖。將傳熱基板(I)在中間對折成半橢圓，兩側(cè)邊折彎成斜坡，對合就成為導(dǎo)流尖角，在對合前先鋪設(shè)好熱流體側(cè)翅片(3)，迎風(fēng)面尖角處的焊縫A可用高效低耗的冷壓焊或縫焊焊合，成為一個(gè)光管。為降低光管壁和空氣側(cè)翅片(2)的接觸熱阻的工藝有兩種1.釬焊(傳熱基板采用復(fù)合釬料的鋁板)；2.拉緊(傳熱基板采用普通鋁板)。圖5和圖6是采用釬焊工藝制造的，扁平管兩側(cè)的翅片2翅高相等(參見圖6)。圖8是釬焊式光管組結(jié)構(gòu)示意圖，圖9是圖8俯視圖，目前國內(nèi)真空釬焊爐的能加工的工件最大尺寸是長*寬*高為9000*1000*1000mm，當(dāng)工件尺寸小于上述時(shí)，首選公知的真空釬焊工藝。將多根光管間鋪設(shè)空氣側(cè)翅片(2)，在翅片(2)的外側(cè)設(shè)置空氣隔板(24)，夾緊后入真空釬焊爐整體釬焊，兩光管間的翅片(2)的高度為兩側(cè)面翅片高的一倍(參見圖9)。由于傳熱基板(I)是有鋁釬料的復(fù)合鋁板，故熱流體側(cè)翅片(3)和空氣側(cè)翅片(2)都可與傳熱基板(I)互焊，因此整體強(qiáng)度大、接觸熱阻小是其優(yōu)點(diǎn)，但需大型真空釬焊爐、工藝復(fù)雜、技術(shù)要求嚴(yán)、成本高?！0019]
圖10是拉緊式光管組結(jié)構(gòu)示意圖，
圖11是
圖10俯視圖，當(dāng)工件過大，無法采用釬焊，就改用拉緊工藝，用夾板(4)，螺母(5)，拉桿￠)，將光管和空氣側(cè)翅片(2)夾緊，使成為一個(gè)整體。熱流體側(cè)翅片(3)和空氣側(cè)翅片(2)都未與傳熱基板(2)互焊，因此整體強(qiáng)度小、接觸熱阻大是其缺點(diǎn)，但無需大型真空釬焊爐、工藝簡單、技術(shù)要求不嚴(yán)、成本低。
圖12是由拉緊式組合成的換熱模塊結(jié)構(gòu)示意圖，
圖13是
圖12A-A剖視圖。將多根光管配上空氣側(cè)翅片(2)，用夾板(4)，螺母(5)，拉桿￠)，將光管和空氣側(cè)翅片(2)夾緊，再配上管板(25)，汽輪機(jī)排汽進(jìn)口(7)，布汽啦叭(8)，不凝抽氣口(9)，進(jìn)汽封頭(10)，凝水封頭(11)，凝水出口(12)，將所有接頭處焊合后，就組成一塊換熱模塊。實(shí)施例I空冷凝汽器將多塊換熱模塊通過外接管系集聚成一臺(tái)空冷器，
圖14是空冷島(只取兩個(gè)屋脊)的結(jié)構(gòu)示意圖?？绽鋶u由多個(gè)屋脊式布置而成，每個(gè)斜屋面由多塊換熱模塊(18)集成，通過汽輪機(jī)排汽進(jìn)口(8)與汽輪機(jī)排汽總管(14)相連，汽輪機(jī)排汽在換熱模塊(18)中被冷空氣冷凝成凝水經(jīng)凝水出口(12)，凝水總管(15)，凝水井(16)，最后用凝水泵(17)送回鍋爐軟水系統(tǒng)?？諝饪坎贾迷谖菁瓜碌妮S流風(fēng)機(jī)(13)排送，熱風(fēng)就外排到環(huán)境。在每塊換熱模塊的頂部設(shè)置布汽啦叭(8)和不凝抽氣口(9)，再將不凝氣抽氣口
(9)與真空系統(tǒng)相聯(lián)(圖中未示)，以確保凝汽器所需的真空。實(shí)施例2壓縮式空調(diào)室外機(jī)圖(15)是壓縮式空調(diào)室外機(jī)正視結(jié)構(gòu)示意圖，
圖16是
圖15的俯視圖。作為特例，這里的室外機(jī)由6塊換熱模塊(18)組成，汽態(tài)制冷劑由汽態(tài)制冷劑總管(19)并聯(lián)送到換熱模塊(18)中，被軸流風(fēng)機(jī)(13)吸引的空氣冷凝成液態(tài)制冷齊Li，匯集后由液態(tài)制冷劑總管(20)送往室內(nèi)機(jī)。實(shí)施例3大型油冷器
圖17是大型油冷器正面結(jié)構(gòu)示意圖，
圖18是
圖17的側(cè)視圖。作為特例，這里的油冷卻器由三塊換熱模塊(18)和殼體(23)組成，熱油由熱油總管(21)并聯(lián)送到換熱模塊(18)，被多臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)(13)吹送的空氣冷卻成冷油，匯集后由冷油總管
(22)送去循環(huán)。有益放果由于管內(nèi)設(shè)置翅片，其有益效果是緊湊性高；用于汽輪機(jī)排汽凝汽器，穩(wěn)定性高；管壁用導(dǎo)熱系數(shù)大的鋁材制造，其有益效果是熱阻低，和翅片為同種材料，釬焊工藝成熟；取消了扁平管迎風(fēng)面和背風(fēng)面熱介質(zhì)側(cè)的封條，其有益效果是減少配套另部器、節(jié)約材料，提高工效，可降低成本；使光管的外廓呈流線型，迎風(fēng)面的熱流體側(cè)密封面加工成具有導(dǎo)流作用的尖角形，背風(fēng)面的熱流體側(cè)密封面加工成半橢圓形，其有益效果是可降低風(fēng)阻、提高迎面風(fēng)速；，包合熱流體光管的兩壁，由一塊板對折而成，其有益效果是可減小焊縫長度，可采用冷壓焊或縫焊焊合，提高焊縫質(zhì)量和降低成本；創(chuàng)新拉緊式換熱芯組組裝新工藝，打破了公知的板翅式換熱器單一采用真釬焊傳統(tǒng)工藝，其有益效果是在使接觸熱阻增加不大的條件下，使工件尺寸不受真空釬焊爐尺寸的限制，可制造大尺寸的工件 。
權(quán)利要求1.一種新扁平管空冷器，是由傳熱基板(I)、熱流體側(cè)翅片(3)和空氣側(cè)翅片(2)、封頭(11、12)、管板(25)、隔板(24)、夾板(4)，螺母(5)、拉桿(6)、流體進(jìn)出口接管和外殼(23)組裝而成，其特征在于組成空冷器的光管的熱介質(zhì)側(cè)設(shè)置有熱流體側(cè)翅片(3)，光管的外廓呈流線型，迎風(fēng)面呈尖角，背風(fēng)面呈半橢圓，迎風(fēng)面尖角處的焊縫A可用冷壓焊或縫焊焊合，包合熱流體光管的兩壁，由一塊板對折而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新扁平管空冷器，其特征在于當(dāng)用作汽輪機(jī)排汽凝汽器時(shí)，在每塊換熱模塊的頂部設(shè)置布汽啦叭(8)和不凝抽氣口(9)，再將不凝氣抽氣口(9)與真空系統(tǒng)相聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新扁平管空冷器，其特征在于可以采用公知的入爐釬焊，也可以采用夾板(4)、拉桿(6)和螺母(5)夾緊，使換熱芯組成為一個(gè)整體。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用空氣作為冷卻介質(zhì)的熱流體冷凝冷卻器。其特征在于在扁平光管內(nèi)設(shè)置翅片，在提高緊湊性高的同時(shí)，又提高了管壁的穩(wěn)定性；管壁用導(dǎo)熱系數(shù)大的復(fù)合鋁板制造，和翅片為同種材料，釬焊工藝成熟；光管外廓呈流線型，迎風(fēng)面呈尖角，背風(fēng)面呈半橢圓，迎風(fēng)的頭部和背風(fēng)的尾部渦流小，風(fēng)阻低，包合熱流體光管的兩壁，由一塊板對折而成；迎風(fēng)面尖角處的焊縫A可用冷壓焊或縫焊焊合，焊縫質(zhì)量可靠，效率高，成本低。對于大型工件，可采用拉緊工藝生產(chǎn)。
文檔編號F28B1/06GK202709803SQ20122003293
公開日2013年1月30日 申請日期2012年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月2日
發(fā)明者吳植仁 申請人:吳植仁