专利名称：海水淡水两用螺旋管式冷凝器的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种冷凝器，特别是一种可采用腐蚀性强的海水为冷媒的海水淡水两用螺旋管式冷凝器，属于制冷工程中的制冷设备技术领域。
背景技术：
现有的各式冷凝器性能特点各有所长，但对于作业于海洋、海岸或用于海船、以海水或海水淡水交替作为冷媒的制冷装置，上述冷凝器均反映出所存在缺陷。海水具有腐蚀作用，上述应用场合下的冷凝器只能采用耐海水腐蚀材料制作，否则，现有的各式冷凝器在很短时间内将会腐蚀而锈烂失效。耐海水腐蚀材料如钛合金管的焊接技术要求特殊，现有冷凝器结构如壳管式、壳板式焊接缝口过多，焊接加工量大，如果换用耐海水腐蚀材料制作，必然增加焊接的难度，降低冷凝器的强度和可靠性。在已有技术中，海上工作的制冷系统需要采用闭式冷却系统，让淡水在冷凝器及管路中形成封闭循环，靠另一套海水循环系统对淡水进行冷却，以至管路复杂，部件繁多，维修麻烦。
发明内容
为了克服现有冷凝器的缺陷和不足，本发明提供一种既可用淡水又可用海水作冷媒的海水淡水两用螺旋管式冷凝器，为沿海或其它地区的各类制冷装置提供结构紧凑合理、使用方便的耐海水腐蚀的冷凝器。
本发明主要包括集管压紧盖、压紧环、集管定位座、集管、螺旋管、壳体、排液阀、支座、进汽管座和出液管座。壳体是两端为球面的中空封闭圆柱体。壳体的两端各安装一个集管。集管和螺旋管由具备足够可塑性、强度和耐腐蚀性的材料制作。用光滑的钛合金管无间隙并行卷成两种直径的螺旋管，以同轴相互套叠，径向间距前后一致，使壳体内流道保持一定宽度。两个螺旋管两端与两个集管焊接成一体，固定在壳体之中。为保证冷凝器冷媒介质的密封，两个集管端口焊接有集管定位座，集管定位座再与壳体焊接为一体。集管定位座上套有压紧环和集管压紧盖，便于同外管的密封连接。壳体底部焊接有排液阀，便于该冷凝器的清洗和排污。壳体采用铸铁、青铜、碳钢或不锈钢制造，其底部焊接的支座用来支撑和固定冷凝器。壳体的顶部焊接有进汽管座，是制冷工质蒸汽的进口；底部沿着壳体园柱面的切线方向焊接着出液管座，是制冷工质冷凝液的出口。
螺旋管和集管之间采用纯钛丝氩弧焊接，焊接前要先祛除油污。集管加工完成后应先试压检漏，确认无漏泄后方可与螺旋管焊接合成。壳体与集管定位座焊前应彻底除锈，尤其内表面不可有锈斑。焊接完成后要严格吹污除渣。
在此构造中，有腐蚀性的流体在螺旋管内呈螺旋状流动，无腐蚀性的流体在壳体内流动，两种流体的流动形式，是不相混合的逆向错流，处于良好的换热状态。
本发明工作时，制冷工质过热蒸汽经进气管座流入冷凝器壳体内。在螺旋管外被冷媒所冷凝。初始的冷凝是环状液膜形态。随着冷凝的进行，冷凝液对蒸汽量的比例不断增加，逐渐在冷凝器底形成一层冷凝液。冷凝液层的厚度越来越大，达到稳定的液面高度，成为整个制冷系统的制冷剂的储存源。
本发明使海上装备的制冷装置省略一整套淡水管系，以至结构趋于紧凑。螺旋管中的层流传热系数大于直管，适于高粘流体的加热和冷却；螺旋管式冷凝器中的两种流体形成逆流错流，换热情况良好，在流量小和所需传热面积小的工况下最为适用；传热管呈螺旋管状，具有弹簧作用，没有热应力造成的破坏和漏泄；结构紧凑，焊点少，安装方便。
图1为海水淡水两用螺旋管式冷凝器结构示意图。
图2为海水淡水两用螺旋管式冷凝器右侧视图。
图中，1是集管压紧盖，2是压紧环，3是集管定位座，4是集管，5是螺旋管，6是壳体，7是排液阀，8是支座，9是进汽管座，10是出液管座。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明的具体实施作进一步描述如图1、图2所示，本发明主要包括集管压紧盖1、压紧环2、集管定位座3、集管4、螺旋管5、壳体6、排液阀7、支座8、进汽管座9、出液管座10。
壳体6是两端为圆球面的封闭中空圆柱体。在壳体6的两端安装有集管4，集管4采用钛合金管制造。用光滑的钛合金管无间隙并行卷成两种直径的螺旋管5，以同轴相互套叠，径向间距前后一致，两个螺旋管5的两端与两个集管4焊接成一体，固定在壳体6之中。两个集管4端口焊接有集管定位座3，集管定位座3再与壳体6焊接为一体。集管定位座3上套有压紧环2和集管压紧盖1。壳体6底部焊接有排液阀7。壳体6的顶部焊接有进汽管座9，底部沿着壳体园柱面的切线方向焊接着出液管座10，进汽管座9和出液管座10分别是制冷工质蒸汽的进口和制冷工质冷凝液的出口。壳体6采用铸铁、青铜、碳钢或不锈钢制造，底部焊接的支座8用来支撑和固定冷凝器。
海水或淡水作为冷媒由该冷凝器一端的集管4进入螺旋管5，经过螺旋管5后再由该冷凝器另一端的集管4流出。蒸汽状态的制冷工质由进汽管座9进入壳体6的内腔，在壳体内流过螺旋管5的外壁被冷却凝结，再经出液管座10流出冷凝器。
螺旋管5和集管4之间采用纯钛丝氩弧焊接，焊接前要先祛除油污。集管4、螺旋管5和壳体6加工完成后先试压检漏，壳体6试验压力为2.5MPa，集管4和螺旋管5用氮气试压，试验压力为0.9Mpa，确认无漏泄后方可焊接合成。壳体6与集管定位座3焊前应彻底除锈，尤其内表面不可有锈斑。焊接完成后要严格吹污除渣。
本发明的集管4和螺旋管5的材料也可以采用具备足够可塑性、强度和耐腐蚀性的不锈钢管或热浸渗铝钢管制作。
权利要求
1.种海水淡水两用螺旋管式冷凝器，主要包括集管压紧盖(1)、压紧环(2)、集管定位座(3)、集管(4)、螺旋管(5)、壳体(6)、排液阀(7)、支座(8)、进汽管座(9)和出液管座(10)，其特征在于壳体(6)是两端为圆球面的封闭中空圆柱体，在壳体(6)的两端安装有集管(4)，集管(4)采用钛合金管，用光滑的钛合金管无间隙并行卷成两种直径的螺旋管(5)，以同轴相互套叠，径向间距前后一致，两个螺旋管(5)的两端与两个集管(4)焊接成一体固定在壳体(6)之中，两个集管(4)端口焊接有集管定位座(3)，集管定位座(3)再与壳体(6)焊接为一体，集管定位座(3)上套有压紧环(2)和集管压紧盖(1)，壳体(6)底部焊接有排液阀(7)，壳体(6)的顶部焊接有进汽管座(9)，沿着壳体(6)底部园柱面的切线方向焊接着出液管座(10)，壳体(6)底部焊有支座(8)。
2.根据权利要求1所述的海水淡水两用螺旋管式冷凝器，其特征还在于螺旋管(5)和集管(4)之间采用纯钛丝氩弧焊接，焊接前要先祛除油污，集管(4)、螺旋管(5)和壳体(6)加工完成后先试压检漏，壳体(6)试验压力为2.5MPa，集管(4)和螺旋管(5)氮气试验压力为0.9Mpa，确认无漏泄后方可焊接合成，壳体(6)与集管定位座(3)焊前应彻底除锈，尤其内表面不可有锈斑，焊接完成后要严格吹污除渣。
3.根据权利要求1所述的海水淡水两用螺旋管式冷凝器，其特征还在于壳体(6)采用铸铁、青铜、碳钢或不锈钢制造，集管(4)和螺旋管(5)也可采用不锈钢管或热浸渗铝钢管制作。
全文摘要
海水淡水两用螺旋管式冷凝器。主要包括集管压紧盖、压紧环、集管定位座、集管、螺旋管、壳体、排液阀、支座、进汽管座和出液管座。该发明的壳体是两端为球面的中空封闭圆柱体，两端各安装一个集管。用光滑的钛合金管无间隙并行卷成的两种直径的螺旋管，以同轴相互套叠，径向间距保持一致。螺旋管两端与集管焊接在一起，固定在壳体中。冷媒为海水或淡水，在冷凝器的螺旋管中吸收壳体内制冷剂放出的热量，使制冷剂冷却凝结。本发明使海上装备的制冷装置省略一整套淡水管系。螺旋管中的层流传热系数大，适于高粘流体的换热；两种流体形成逆向错流，换热情况良好，适于流量小的工况；螺旋管没有热应力造成的破坏和泄漏；结构紧凑，焊点少，安装方便。
文档编号F28D7/00GK1488913SQ03150479
公开日2004年4月14日 申请日期2003年8月21日 优先权日2003年8月21日
发明者马捷, 潘公瑾, 马 捷 申请人:上海交通大学