专利名称：凝汽器管束的制作方法
技术领域：
本发明涉及凝汽器(也称蒸汽冷凝器)的管束，其中，管束中含管区的包络面在垂直于管子的轴线的平面上的投影形成一辐射状呈穗状物的图形。
法国专利No.1391661公开了一种此类管束。
在这种管束中，在构成一含管区的每个辐射穗状物之间有一个三角形的无管缺口(缝口)。这个缺口对于让蒸汽流向位于该缺口两侧的两个半穗状物的管子来说是必须的。因此也将该缺口说成给缺口两侧的两个半穗状物中的管子“输汽”。
由一管束占据的总的横截面是下列参数的函数-含管区的截面，它取决于管子的数量和管子的间距；-供蒸汽在穗状物之间流通的缺口所需的截面；和-无管区的截面，无管区产生于对所述图形的约束，例如，围绕着被称为“空气冷却器”的含管区。
对于蒸汽流过两穗状物间的通流缺口的给定的恒定速度V(米/秒)，管子的给定长度L(米)和每根管要冷凝的蒸汽的给定流量q(米3/秒，所有管的此流量都相同)来说，计算结果表明，三角形缺口所需的截面S等于1/2lH(其中，l是缺口的宽度，即，两穗状物端部间的距离；而H是缺口的高度，它对应于缺口两侧的两个半穗状物的高度)，也可由下式决定S＝NH(qi/2LV)，其中，N等于由高度为H的三角形缺口输汽的两个半穗状物中的管子数目。
由此可见，缺口所需的截面，也即供蒸汽流向缺口两侧的两个半穗状物所需的无管区面积，与两相邻的半穗状物中的管数N和缺口的高度H成正比。
因此很清楚，具有长穗状物、因而也具有长缺口的大管束，比具有较短穗状物的较小管束，对于每根管来说，需要较大的无管区面积。
这样，对于一定的蒸汽速度V来说，每单位面积能够设置的管子的数量是随着三角形蒸汽缺口的高度H的增加而减少的。
然而遗憾的是，管束中交换的能量是与热交换表面积，也即与管子的数量成正比的。
因此，本发明的一个目的就是通过给管束设计一种新的布置使含管区能相对于管束的总截面达到更好的充填系数，从而对于一定的管数来说，使管束的尺寸减小，并且提高管束的热交换性能。
为此，本发明提供一种用于凝汽器的管束，其中，管束的含管区的包络面在垂直于管子轴线的平面上的投影形成一个构成辐射状呈穗状物的图形，其特征是至少一些穗状物至少分裂一次而形成支叉，并且穗状物从一个构成一基本圆环的含管区辐射出来。
根据本发明的另一特征，分支叉的穗状物包括一主干部，主干部扩伸并在其厚度达到其根部厚度的1.5-2倍时分裂成两个厚度相同的支叉。
更有利的是，构成一个环的所述含管区的厚度基本为恒定的。
根据本发明的再一个特征，一个被称为“空气冷却器”的梯形含管区除其底端面以外由一罩围绕，该梯形含管区位于所述含管环内侧；一个无管环形区将梯形含管区和含管环分开，该含管环具有一槽缝，所述罩的顶端伸入该槽缝中，留出供无管环形区与两穗状物之间的一个无管蒸汽流通缺口连通的间隙；所述罩与几根穿过所述缺口的抽管连通。
下面，结合附图对本发明的各种实施例进行说明
图1示出了先有技术的凝汽器的管束的图形；图2、3和4分别示出了本发明的三种管束的图形，这三种管束为具有不同高/宽比的三个例子。
图1示出了一种凝汽器的管束的图形，它是一种先有技术的辐射穗状型管束。
在垂直于管子50的轴线的平面内(管子都是平行的)，管束的图形构成了含管区的包迹。而该平面平行于端管板。
该管束包括第一含管区1，它作为空气冷却器而构成一等腰梯形，而它除了空气冷却器的底端面以外由一罩包围，该罩由一条单线51表示。在空气冷却器的周围，设置了第二含管区，构成许多辐射状的穗状物2。
在这些封闭的图形线的外侧的表面上没有管子，特别是在呈连续对穗状物之间的基本为三角形载面的蒸汽流通缺口3中，以及在空气冷却器和穗状物2的根部之间的围绕空气冷却器1的区域4中没有管子。
空气冷却器1用于聚集不能冷凝的物质(空气)，以便能用真空泵将它们抽走。为此，罩51与穿过顶部缺口3的几根抽管52连通。
在图1的图形中，以及在其他图中，在每个含管区中仅示出了很少一部分管子50，所述管区的其余部分由灰影区表示。
每个半穗状物2由相邻的缺口3输送蒸汽。每个穗状物2具有一个窄的无管缺口5(一般与单排管子的宽度等宽)，它将穗状物分成两个半穗状物。
由图可见，一些穗状物2，特别是顶部穗状物非常长，并且由深的蒸汽流通缺口3输汽，但如前所述，这样做是不利的，因为需要用于流通蒸汽的无管的三角形截面3是与缺口的高度H，从而与穗状物的长度成正比的。
图2示出了本发明的管束的布局图形，其中高对宽的比等于1。
此管束类似于辐射穗状型，但它具有本发明的基本特征，即一些穗状物(大多数，但并非全部)分裂成支叉。
做为举例，由图可见，穗状物6具有主干体7，主干体7从其底部扩伸出来，然后分裂成两支叉8和9，干体7在其宽度e1为1.5-2倍于其根部厚度e的部位处开始分叉。两支叉8和9的厚度是相同的，并大体保持恒定。对于穗状物10，11，12和13以及那些与它们相对于轴线△对称设置的穗状物来说，情况同样如此。
底部穗状物14，15和16没有分叉，但它们非常短。同样，顶部的两个穗状物17和18也没有分叉，但它们由一个矩形无管缺口19间隔开。
用于蒸汽流通的其他无管缺口是三角形的。例如，穗状物18和穗状物6之间的缺口20，以及穗状物6的两支叉8和9之间的缺口21就是如此。
本发明的另一特征在于辐射穗状物是从环22形状的含管区辐射伸出的。虚线23仅用于帮助想象出这个环，此环位于线23和线24之间，线24实际上构成管子的包络面的迹线的一部分。该环的厚度基本上是恒定的，尽管其底部稍厚一些。
如图1所示的先有技术那样，有一个构成空气冷却器(图1中标号1所示的)的梯形含管区27。除了其底端面以外，该空气冷却器由一单线51表示的罩围绕，含管环22有一缺口25，而罩51的顶端则穿入该缺口。罩51和含管环22间的间隙提供了缺口19和无管环面26间的蒸汽流通通路，环面26位于空气冷却器27和含管环22之间。罩51具有几根抽管52，该抽管52穿过缺口19并连到真空泵，用于抽走不能冷凝的气体。
应该注意到，支叉是从宽度增加(如宽度为e1)的区域开始分叉的。支叉造成长缺口20和短缺口21，从而降低了需用于蒸汽流通的总面积。
由于含管的穗状物6，10，11，12等等的分叉，就可以在不减少管子数量的情况下减小穗状物的厚度，从而增强热交换。穗状物厚度的减小还可允许在开始分叉处具有附加的厚度e1。
这样，本发明的布局可以在给定的管板面积上设置更多数目的管子并同时保持相同的尺寸标准与图1所示先有技术方案相比，可以多提供5％至10％的管子。
还应注意到，管子的效率更均匀一致，特别是可以防止穗状物根部的明显堵塞。在一个1000兆瓦的冷凝器中，可以获得2毫巴至3毫巴范围的冷凝压力降。
图3示出了本发明管束的另一个实施例，其中高宽比为0.6。在此例中，可以看到，穗状物11和12以及那些与它们相对于轴线△对称的穗状物先分裂成一对支叉28，29和30，31，然后支叉28和29又各自分成两或多个支叉32，33和34，35。穗状物12的支叉31又分成两分支叉36和37。在所有这些支叉之间构成各种高度的缺口38-45。
图4示出了本发明的又一实施例，其中管束的高宽比为1.7。在此例中，穗状物6及与之对称的穗状物分裂成两分支叉46和47，然后支叉46又分成两分支叉48和49。
总之，这些管子可在管板上更好地分布，因为管板周边部分的填充系数加大了，从而防止了不利于热交换的管子过分集中或管子堵塞现象。
这样，对先有技术进行计算的结果表明，先有技术中位于穗状物中间到顶端区域上的管子数量为管子总数的49.3％；而在本发明中，这个比率上升到54.6％，因此管板的周边区就能更好地利用。
权利要求
1.一种用于凝汽器的管束，其中所述管束的含管区的包络面在垂直于管子轴线的平面上的投影形成一个构成辐射状穗状物(6；10-18)的图形，其特征是至少一些所述的穗状物(6；10-13)至少分裂一次形成支叉(8，9；28，29；32-35，46，47，48，49)，并且所述穗状物从一个构成一个基本圆环(22)的含管区辐射出来。
2.根据权利要求1所述的管束，其特征是，所述分支叉的穗状物包括一主干部(7)，该主干部扩伸并且在其厚度达到其根部厚度的1.5-2倍时分裂成两个等厚度的支叉(8，9)。
3.根据权利要求1或2所述的管束，其特征是，所述构成环(22)的含管区的厚度基本是恒定的。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的管束，其特征是，所述一个被称为“空气冷却器”的梯形含管区(27)除其底端面以外由一个罩(51)围绕，该梯形含管区(27)位于所述含管环(22)的内侧；一个无管环形区(26)将所述梯形含管区(27)与所述含管环(22)分开，所述含管环(22)具有一槽缝(25)，所述罩(51)穿入该槽缝(25)，留出供无管环形区(26)和位于两穗状物(17，18)之间的蒸汽流通缺口(19)相连通的间隙；所述罩与儿根穿过所述缺口(19)的抽管(52)连通。
5.根据权利要求4所述的管束，其特征是，所述由所述缺口(19)分开的两个穗状物(17，18)是不分支叉的穗状物，并且所述缺口(19)是矩形的。
全文摘要
一种用于凝汽器的管束，其中所述管束的含管区的包络面在垂直于管子轴线的平面上的投影形成一个构成辐射状穗状物(6；10-18)的图形，其特征是至少一些所述的穗状物(6；10-13)至少分裂一次形成支叉(8，9；28，29；32-35，46，47，48，49)，并且所述穗状物从一个构成一个基本圆环(22)的含管区辐射出来。
文档编号F28B9/00GK1158749SQ96102519
公开日1997年9月10日 申请日期1996年2月17日 优先权日1995年2月23日
发明者贝尔纳·安德里厄, 丹尼尔·卡彭蒂尔 申请人:通用电气阿尔斯通德拉斯公司