专利名称：一种新型空气冷却用单排管束的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型空气冷却用单排管束，属于火力发电厂、化工和空分行业等空气冷却设备。
背景技术：
直接空冷系统的换热器是系统的主体部分，单排管管内为较高温度蒸汽等介质，其热量通过钎焊在单排管基管的翅片，传到单排管管外较低温度的空气中。其制造质量、运行性能及使用寿命是其研制过程中的主要问题。由于换热器设备占空冷系统投资的一半左右，因此空冷换热装置的价格、传热能力与阻力性能的优劣及使用寿命的长短，对于空冷机组的安全经济运行起着举足轻重的作用。现有的换热器基管为椭圆扁管，空气侧流动通道较长，阻力较大，基管横截面较大，造成原材料成本高；通道中空气多处于层流状态，易于积灰，增加系统的清洗次数；翅 片中落入的灰尘更容易影响到换热强度。单排管换热时会出现层流和紊流现象，层流时换热速率低，紊流时换热速率高，如何依靠紊流达到更高的换热效果是一直以来的研究课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型空气冷却用单排管束，它的基管为带倒角的矩形扁管，缩短了基管长度，节省了材料更加便于清洗，保证换热强度，带倒角的矩形扁管减小应力集中，不仅大幅度提高刚度，并防止冬季基管变形后出现冻裂现象；在传统的蛇形平翅片上开设扰流孔，利用扰流孔破坏单排管束换热时的层流状态，使翅片间冷空气保持在紊流状态下进行换热，破坏原有的边界层，增强冷空气的不断交换，使翅片侧对流换热强度大幅度增加，同时提高散热器换热效率，在相同的热负荷下节省了散热器的换热面积，减小了翅片长度，降低管束制作成本。本发明的技术方案一种新型空气冷却用单排管束，包括基管和翅片，翅片设于基管上下两个表面，基管为带倒角的矩形扁管，基管和翅片间通过整体钎焊焊接在一起，翅片为蛇形，翅片上设有扰流孔。由于将管束中的基管制作成带倒角的矩形扁管，缩短了基管长度，节省了材料更加便于清洗，保证换热强度，矩形管减小了应力集中，不仅大幅度提高刚度，并防止冬季基管变形后出现冻裂现象；由于在蛇形翅片上开设扰流孔，使翅片侧保持对流换热，强度换热增加。前述的这种新型空气冷却用单排管束中，所述翅片上的扰流孔的数量为偶数个。设有偶数个扰流孔，使翅片内完全形成对流，加速冷空气的不断交换。前述的这种新型空气冷却用单排管束中，所述扰流孔的形状为矩形、椭圆形或三角形。前述的这种新型空气冷却用单排管束中，所述翅片上还设有凸起和凹槽，凸起和凹槽交错分布在翅片上。
前述的这种新型空气冷却用单排管束中，所述扰流孔上设有与扰流孔形状相同的扰流板。前述的这种新型空气冷却用单排管束中，所述扰流板与翅片的夹角α为10° 30。。前述的这种新型空气冷却用单排管束中，基管材料为钢铝复合板，基管宽度为180mm 219mm,基管高度为13_ 19mm,基管壁厚为I. 2mm I. 52mm。前述的这种新型空气冷却用单排管束中，所述钢铝复合板的基材为低碳钢板和4343铝板复合而成，其中低碳钢板壁厚为I. 2mm I. 47mm,4343铝板壁厚为O. 025mm
O.070mm。前述的这种新型空气冷却用单排管束中，翅片厚度为O. 2mm O. 3mm，翅片高度为13mm 19mm，翅片材料为普通铝材3003H24。由于翅片使用普通铝材3003H24作为材料，所 以减少产生腐蚀，延长其使用寿命，不但保证热传导率，同时节省翅片制作成本。前述的这种新型空气冷却用单排管束中，任意相邻两翅片间设有通道，通道为均勻通道,通道宽度为2. 2mm 3. Omm0。前述的这种新型空气冷却用单排管束中，翅片为平直翅片。与现有技术相比，本发明新型空气冷却用单排管束由基管和翅片组成，基管的横截面形状为带倒角的矩形扁管，其两端呈圆弧状，在长时间使用后，更加便于对落入灰尘的清洗，避免灰尘阻隔降低换热效率，保证换热强度；翅片使用普通铝材3003H24作为材料，使翅片与基管镀层材料相同，减少产生腐蚀，延长其使用寿命，不但保证热传导率，同时节省翅片制作成本。传统的椭圆形管，冬季基管受冻后变形易发生泄漏，一旦发生泄漏会产生巨额维修费用，本发明采用带倒角的矩形扁管倒角减小应力集中，提高刚度，冬季防冻能力增强，变形后防止冻裂现象发生，减少维修费用。翅片沿着基管的纵向呈蛇形弯曲的形状，并在翅片上开设扰流孔，在扰流孔的作用下破环空气侧通道中边界层的层流状态，使翅片间冷空气保持在紊流的状态下，增强冷空气的不断交换，进行稳定对流换热，使翅片侧换热强度大幅度增加，同时提高散热器换热效率，提高换热效率近6 10%，开设扰流孔同时节省了翅片的材料。在相同的散热量的情况下，本发明的空气测压降和管束侧压降都将降低，从而降低风机功率，节省能源。
图I是本发明结构示意图；图2是本发明俯视图；图3是带矩形扰流孔的翅片的结构示意图；图4是带椭圆形扰流孔的翅片的结构示意图；图5是带矩形扰流板的翅片的主视图；图6是带三角形扰流板的翅片的主视图；图7是单翅片侧视图。附图中的标记为I-基管，2-翅片，3-扰流板，4-通道，5-扰流孔，6_凸起，7_凹槽。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。本发明的实施例I :如图I、图2所示，一种新型空气冷却用单排管束，包括基管I和翅片2，基管I为带倒角的矩形扁管，翅片2设于基管I上下两个表面，基管I和翅片2间通过整体钎焊焊接在一起，翅片2为蛇形，翅片2上设有扰流孔5。所述翅片2上的扰流孔5的数量为偶数个，扰流孔5均匀分布于翅片2上。所述扰流孔5的形状为矩形。所述翅片2上还设有凸起6和凹槽7，凸起6和凹槽7交错分布在翅片2上。 如图5所示，所述扰流孔5上设有与扰流孔形状相同的扰流板3。如图7所示，所述扰流板3与翅片2的夹角α为10°。基管I材料为钢铝复合板，基管I宽度为180mm，基管I高度为13mm，基管I壁厚为 I. 2mmο所述钢铝复合板的基材为低碳钢板和4343铝板复合而成，其中低碳钢板壁厚为I. 2mm, 4343 铝板壁厚为 O. 025mm。翅片2材料为普通铝材3003H24，材料厚度为O. 2mm,翅片2高度为13mm。任意相邻两翅片2间设有通道4,通道4为均匀通道,通道4宽度为2. 2mm,。翅片2为平直翅片。本发明的实施例2 :如图I、图2所示，一种新型空气冷却用单排管束，包括基管I和翅片2，基管I为带倒角的矩形扁管，翅片2设于基管I上下两个表面，基管I和翅片2间通过整体钎焊焊接在一起，翅片2为蛇形，翅片2上设有扰流孔5。所述翅片2上的扰流孔5的数量为偶数个，扰流孔5均匀分布于翅片2上。如图6所示，所述扰流孔5的形状为三角形。所述翅片2上还设有凸起6和凹槽7，凸起6和凹槽7交错分布在翅片2上。所述扰流孔5上设有与扰流孔形状相同的扰流板3。如图7所示，所述扰流板3与翅片2的夹角α为20°。基管I材料为钢铝复合板，基管I宽度为183mm，基管I高度为16mm，基管I壁厚为 I. 3mmο所述钢铝复合板的基材为低碳钢板和4343铝板复合而成，其中低碳钢板壁厚为I. 3mm, 4343 铝板壁厚为 O. 04mm。翅片2厚度为O. 25mm,翅片2高度为16mm，翅片2材料为普通铝材3003H24。每相邻两翅片2两翅片2间设有通道4，通道4为均匀通道，通道4宽度为2. 4_。翅片2为平直翅片。本发明的实施例3 :如图I、图2所示，一种新型空气冷却用单排管束，包括基管I和翅片2，基管I为带倒角的矩形扁管，翅片2设于基管I上下两个表面，基管I和翅片2间通过整体钎焊焊接在一起，翅片2为蛇形，翅片2上设有扰流孔5。所述翅片2上的扰流孔5的数量为偶数个。所述扰流孔5的形状为矩形。
所述翅片2上还设有凸起6和凹槽7，凸起6和凹槽7交错分布在翅片2上。如图5所示，所述扰流孔5上设有与扰流孔形状相同的扰流板3。如图7所示，所述扰流板3与翅片2的夹角α为30°。基管I材料为钢铝复合板，基管I宽度为185mm，基管I高度为19mm，基管I壁厚为 I. 4mmο所述钢铝复合板的基材为低碳钢板和4343铝板复合而成，其中低碳钢板壁厚为I. 4mm, 4343 铝板壁厚为 O. 06mm。翅片2厚度为O. 3mm,翅片2高度为19mm，翅片2材料为普通铝材3003H24。每相邻两翅片2间设有通道4,通道4为均勻通道,通道4宽度为2. 6_。
翅片2为平直翅片。本发明的实施例4 :如图I、图2所示，一种新型空气冷却用单排管束，包括基管I和翅片2，基管I为带倒角的矩形扁管，翅片2设于基管I上下两个表面，基管I和翅片2间通过整体钎焊焊接在一起，翅片2为蛇形，翅片2上设有扰流孔5。所述翅片2上的扰流孔5的数量为偶数个。如图4所示，所述扰流孔5的形状为椭圆形。所述翅片2上还设有凸起6和凹槽7，凸起6和凹槽7交错分布在翅片2上。基管I材料为钢铝复合板，基管I宽度为188mm，基管I高度为16mm，基管I壁厚为 I. 52mm。所述钢铝复合板的基材为低碳钢板和4343铝板复合而成，其中低碳钢板壁厚为I. 4mm, 4343 铝板壁厚为 O. 070mm。翅片2厚度为O. 25mm,翅片2高度为16mm，翅片2材料为普通铝材3003H24。每相邻两翅片2间设有通道4,通道4为均勻通道,通道4宽度为3. 0mm。翅片2为平直翅片。本发明的实施例5 :如图I、图2所示，一种新型空气冷却用单排管束，包括基管I和翅片2，基管I为带倒角的矩形扁管，翅片2设于基管I上下两个表面，基管I和翅片2间通过整体钎焊焊接在一起，翅片2为蛇形，翅片2上设有扰流孔5。所述翅片2上的扰流孔5的数量为偶数个。如图3所示，所述扰流孔5的形状为矩形。基管I材料为钢铝复合板，基管I宽度为190mm，基管I高度为19mm，基管I壁厚为 I. 5mmο钢铝复合板的基材为低碳钢板和4343铝板复合而成，其中低碳钢板壁厚为I. 47mm, 4343 铝板壁厚为 O. 050mm。翅片2厚度为O. 25mm,翅片2高度为19mm，翅片2材料为普通铝材3003H24。每相邻两翅片2之间设有通道4，通道4为均匀通道，通道4宽度为3. Omm翅片2为平直翅片。本发明的工作原理用特制滚压翅片成型机加工新型蛇形开设扰流孔5翅片2 ;单排管束新型基管I用钢铝覆合板焊接为圆管，然后用专用模具压制为带倒角的矩形扁管。蛇形开设扰流孔5的翅片2钎焊在基管I上下两个表面。运作时基管I内热蒸汽将热量与翅片2间的冷空气进行转换达到散热的目的。利用翅片2上的扰流孔5的扰流现象，破坏原有的边界层，增强冷空气的不断交换，使翅片2 间冷空气保持紊流状态换热，则翅片2侧对流换热强度大幅度增加，减小了翅片长度，降低管束制作成本。
权利要求
1.一种新型空气冷却用单排管束，包括基管(I)和翅片(2)，翅片(2)设于基管(I)的上下两个表面，其特征在于基管(I)为带倒角的矩形扁管，基管(I)和翅片(2)间通过整体钎焊焊接在一起，翅片(2)为蛇形，翅片(2)上设有扰流孔(5)。
2.根据权利要求I所述的一种新型空气冷却用单排管束，其特征在于所述翅片(2)上的扰流孔(5)的数量为偶数个。
3.根据权利要求I所述的一种新型空气冷却用单排管束，其特征在于所述扰流孔(5)的形状为矩形、椭圆形或三角形。
4.根据权利要求I所述的一种新型空气冷却用单排管束，其特征在于所述翅片(2)上还设有凸起(6)和凹槽(7)，凸起(6)和凹槽(7)交错分布在翅片(2)上。
5.根据权利要求I或3所述的一种新型空气冷却用单排管束，其特征在于所述扰流孔(5)上设有与扰流孔形状相同的扰流板(3)。
6.根据权利要求5所述的一种新型空气冷却用单排管束，其特征在于所述扰流板(3)与翅片(2)的夹角α为10。 30°。
7.根据权利要求I所述的一种新型空气冷却用单排管束，其特征在于基管(I)材料为钢铝复合板，基管(I)宽度为180mm 190mm，基管(I)高度为13mm 19mm，基管(I)壁厚为 I. 2mm I. 52mm。
8.根据权利要求7所述的一种新型空气冷却用单排管束，其特征在于所述钢铝复合板的基材为低碳钢板和4343招板复合而成,其中低碳钢板壁厚为I. 2mm I. 47mm, 4343招板壁厚为O. 025mm O. 070mm。
9.根据权利要求I所述的一种新型空气冷却用单排管束，其特征在于翅片(2)厚度为O.2mm O. 3mm，翅片(2)高度为13mm 19mm，翅片(2)的材料为普通铝材3003H24。
10.根据权利要求I所述的一种新型空气冷却用单排管束，其特征在于任意相邻两翅片(2)之间设有通道(4)，通道(4)为均匀通道，其宽度为2. 2mm 3. 0mm。
全文摘要
本发明公开了一种新型空气冷却用单排管束，包括基管和翅片，翅片设于基管上下两个表面，基管为带倒角的矩形扁管，基管和翅片间通过整体钎焊焊接在一起，翅片为蛇形，翅片上设有扰流孔。本发明的基管为带倒角的矩形扁管，缩短了基管长度，节省了材料更加便于清洗，保证换热强度，带倒角的矩形扁管减小应力集中，不仅大幅度提高刚度，并防止冬季基管变形后出现冻裂现象；在传统的蛇形平翅片上开设扰流孔，利用扰流孔破坏单排管束换热时的层流状态，使翅片间冷空气保持在紊流状态下进行换热，破坏原有的边界层，增强冷空气的不断交换，使翅片侧对流换热强度大幅度增加，同时提高散热器换热效率，在相同的热负荷下节省了散热器的换热面积。
文档编号F28F1/12GK102889812SQ20121035282
公开日2013年1月23日 申请日期2012年9月20日 优先权日2012年9月20日
发明者闫平, 邢苍, 汉伯·汉博瑞格茨, 刘学, 李国栋 申请人:华电重工股份有限公司, 艾斯特空冷技术有限公司