[其他]空氣冷卻式表面冷凝器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85104424
• 申請日: 1985-06-11
• 公開（公告）號: CN85104424B
• 公開（公告）日: 1988-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 保羅·佩克特
• 申請（專利權(quán)）人: GEA空冷設(shè)備哈佩爾有限公司
• 主分類號: F28B1/06
• 分類號: F28B1/06;F28F1/02
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王憲模,王申

本發(fā)明涉及這樣的空氣冷卻表面冷凝器，其冷凝器部件有帶橫肋片的熱交流器管，這些管有一個在冷空氣氣流方向上細長且端部為圓形的橫截面，截面的縱向延伸是其最大寬度延伸的好幾倍。這些管只配置在向冷空氣氣流方向橫向延伸的管列上，而且熱交流器管在冷空氣氣流方向上有一個平緩變化、而兩側(cè)面對稱于中心縱平面的橫截面。

按照DE-AS2144465這樣的表面冷凝器屬于現(xiàn)有技術(shù)。在一臺這樣的表面冷凝器中所使用的熱交換器管，其橫截面的最大長度與最大寬度之比約為常用的橢圓形肋管的2至3倍。因此能夠冷凝的蒸汽量與由三個或更多個在冷空氣氣流方向前后依次排列的常用管子所能冷凝的蒸汽量相同。然而與常用管相比，它具有這樣的優(yōu)點，即在管子的任何位置在管子橫截面各處形成壓力平衡。因此在對著冷空氣氣流方向的管前區(qū)的蒸汽冷凝象氣流后部管區(qū)一樣，剛好在管子同一截面完成。因此產(chǎn)生死區(qū)的危險大大減小，甚至完全消除。這樣的長寬比造成很大的管內(nèi)橫截面。“與用多個在冷空氣氣流方向上前后依次排列并具有橫截面總和與其相同的熱交換器管相比，由于前者有較大的液壓直徑而減小了流體壓力損失。”

盡管其橫截面細長，這類熱交換器管卻具有很高的橫截面穩(wěn)定性。并且能夠按所要求的精度制造，而無扭曲或變形的危險。其橫截面穩(wěn)定性是如此之高，以至于不需進一步鍍鋅或進行其他熱處理。此外，這種管子可以在很長的情況下，例如10米，毫無困難地用已有的肋片拉拔機進行加肋。

雖然已證明內(nèi)長與內(nèi)寬之比為8∶1或更大一些的熱交換器管基本上是可行的，但它的部件在實踐中已表明，其散熱系數(shù)還不夠高。

本發(fā)明是根據(jù)這一任務(wù)提出的，即提高本說明書第一段所述空氣冷卻式表面冷凝器的散熱系數(shù)。

本發(fā)明任務(wù)的解決措施在于，其空氣冷卻式表面冷凝器特征在于熱交換器管的截面從一個端部到另一個端部是均勻地減小的，在朝向冷空氣氣流的管子前部處的橫截面寬度小于管子后部處的橫截面寬度。肋片對于熱交換器管在冷卻空氣氣流方向上偏心設(shè)置，即伸出管子后部處的肋片長為在管子前部處的前面的肋片長的2至3倍。

這類熱交換器管的橫截面在冷空氣氣流方向均勻變化，于是產(chǎn)生了橫截面的不斷增大，這種布置是基于努力研究的結(jié)果，根據(jù)這些研究，在加速氣流區(qū)的散熱系數(shù)顯著高于減速氣流區(qū)。加速氣流區(qū)的散熱系數(shù)顯著高的原因是由于邊界層變薄，至少是由于與非加速區(qū)或甚至減速區(qū)相比，邊界層厚度非常緩慢地增加。

在這種情況下，熱交換器管側(cè)壁在管兩端間的整個長度上可以做成平直的或略向外隆起的。

每個熱交換器管的橫截面周長與管前部處的橫截面寬度之比約為80∶1至160∶1，以及熱交換器管的蒸汽進氣橫截面的長寬比平均為8∶1至16∶1，有助于帶肋片的熱交換器管在其長度為8至12米時能自己支撐，而無須使用附加的支架。

肋片對于熱交換器管在冷卻空氣氣流方向上偏心設(shè)置，即伸出管子后部處的肋片長約為在管子前部處的前面的肋片長的2至3倍，這一特征是特別有益的。它出自下面所述的認識：在冷空氣氣流方向后面的熱交換器管部位上，冷空氣已受熱到溫度很高，致使在冷空氣溫度與肋片表面溫度之間只有很小的溫差。因而這些部位肋片表面冷卻也較慢。因此，盡管遠離熱交換管的肋片區(qū)肋片傳熱系數(shù)較低，但在該處仍有較高的溫度，因而與冷空氣流前側(cè)處管區(qū)的情況相比，遠離熱交換管的肋片區(qū)與熱交換器管之間的溫差要小得多。在前側(cè)由于與冷卻空氣的溫差較大而使肋片的冷卻作用較強。

最后，本發(fā)明的一個更為有用的實施例特征在于，大約在熱交換器管的橫截面中心處貫穿整個管子長度設(shè)置一個在緊靠一側(cè)管壁外鉆有一排透孔的隔離壁。這類隔離壁一方面能提高熱交換器管的穩(wěn)定性，另一方面它的作用是雖然使在熱交換器管中形成的冷凝液分成兩股流動，但卻使在某個半管中多余的蒸汽能通過透孔進入另一半管中。這種帶有透孔的隔離壁的熱交換器管的優(yōu)點是：在管的兩半?yún)^(qū)形成死區(qū)與無隔離壁的管子相同，而對于冷凝液的分開收集與兩個單獨的管子相同。因此保留具有最好的冷凝效果的那一半管子的阻塞較小的優(yōu)點，因為一部分冷凝液停留在管子的中間，而不滯留在熱交換器管壁最大熱流密度通過的地方。

本發(fā)明的熱交換器管可用不同方法制造，可將現(xiàn)有的隔離壁用不同方式裝入。例如將隔離壁事后裝入一個已制好的管中并加以固定是可能的。當熱交換器管包括隔離壁分別已由金屬板卷成時，這樣做是有利的。此時楔形熱交換器管可用金屬平板通過相應(yīng)的彎曲成型來制造，而與是否已預先安裝隔離壁無關(guān)。

通過在下面附圖中描述的實施例詳細解釋本發(fā)明。其中

圖1是一帶肋片的熱交換器管的示意橫截面圖，