专利名称：供入空气的干式冷却器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种供入空气的干式冷却器，其具有专利权利要求1的前序部分中的
特征。
背景技术：
早就已知，利用空气来冷凝涡轮蒸气。在直接气冷的冷凝器中，涡轮蒸气在平行设 置的圆翼管元件(表面冷凝器)中冷凝，并把冷凝物导回供水回路中。圆翼管元件的内侧 处于真空之下，其中不可冷凝的气体被吸走。冷却空气流通常借助鼓风机产生，很少通过自 然通风产生。屋顶形结构的干式冷却器(A形结构)广泛流行。在此，圆翼管元件构成三角 形的侧边，鼓风机设置在它的基体上。 表面冷凝器的连接方式通常有两种一种是穿流-冷凝器连接，另一种是逆流-冷 凝器连接(分馏器连接)。在穿流冷凝器中，蒸气从位于上方的分配管朝下流入穿流冷凝器 中。同样往下流的冷凝物在冷凝物汇集管中被拦住。在逆流-冷凝器连接中，废气从下方 导入冷却管中，并因此逆着流出的冷凝物进行导引。在实践中，穿流冷凝器和逆流冷凝器是 相互组合的。蒸气的所谓"冷凝终点"则处在逆流冷凝器中。 为了使导入逆流冷凝器的蒸气分配腔中的蒸气流实现均匀地分配，已知的是，在 蒸气分配腔中设置具有凹槽的隔板(DE-GM 1873644)。在此，凹槽的所有流动横截面小于冷 凝器管的所有横截面。 相反，由DE 4439801C2已知，大多数的分馏器在其气体汇集侧的端部范围内具有 阻抗元件。因此，阻抗对废气起反作用，其通过从下方进入各个分馏器管中的蒸气的均匀化 而强制产生，所述均匀化导致尽可能充分利用用于冷凝的整个冷凝表面积。因此，也防止 "冷巢"或"死区"的产生，在所述"冷巢"或"死区"中存在废气和冷凝物。当然，如果在低 温时在抽吸腔中汇集了较大量的冷凝物，则在一定的情况下可能会出现问题。由于冷凝物 的体积很大，可能会出现过冷，在极端情况下甚至可能使冷凝物结冰。在外部温度为负数范 围时，在运行和起动时都会存在这些危险，因为大量结冰的冷凝物(它们正好处在节流孔 下方)必要时不能足够快地被气体_蒸气混合物融化，因此新脱落的冷凝物会快速结冰，在 极端情况下可能阻塞节流孔。 如果在抽吸腔中汇集了非常多的冷凝物，则可能会产生另一问题，此冷凝物必须 通过相同的孔口导回分馏器管中，气体_蒸气混合物通过这些孔口进入抽吸腔中。由于通 过气体_蒸气混合物的逆流，在各个孔口的区域内可能会导致"吞没"，因此气体_蒸气混合 物会产生短暂地脱落。由此，在各个的分馏器管内部可能导致不希望的压力波动。
发明内容
因此本发明的目的是，在达到高的总效率的情况下，进一步改善供入空气的、用 来冷凝水蒸气的干式冷却器，其中应该可靠地避免分馏器的结冰以及流入抽吸腔中的气 体-蒸气混合物的脱落。
在具有专利权利要求1的特征的干式冷却器中，实现了此目的。
本发明构思的有利改进是从属权利要求的内容。 通过节流孔进入抽吸器中的冷凝物汇集在抽吸腔的最低处，并通过形式为虹吸管 的气体障碍物能够再次导入换热管中。此气体障碍物应该确保，存在于抽吸腔中的吸力不 会导致气体或蒸气经过节流孔进入抽吸腔中。通过虹吸管形式的气体障碍物，可避免这一 点。 在本发明中重要的是，虹吸导出管将气体-蒸气混合物与相反的冷凝物流分隔开
来。这不会再在各个节流孔的区域内出现吞没，因为冷凝物通过隔开的路径流出，并再次直 接导入换热管中。另一优点是，只有很少的冷凝物量能汇集在抽吸腔的最低处。更少的冷 凝物量可通过抽走的气体_蒸气混合物更快速地加热，因此可在持续运行时避免结冰。因 此，可提高运行的可靠性。此外，可避免在各个分馏器管内的压力波动，因为在任何情况下， 可确保冷凝物不阻挡气体_蒸气混合物。 在符合目的的构造方案中，气体障碍物由节流板、设置在节流板下方的管底和汇 集的冷凝物自身构成，换热管焊接在此管底中。在此，冷凝物直接通过固定于管底上的换热 管上的排出孔可再次回流到换热管中，并与沉积在那里的冷凝器相混合。节流板在此是抽 吸腔的底板的组成部分。为了导出冷凝物，在气体障碍物内部，冷凝物排出孔设置在底板或 节流板中。冷凝物排出孔优选位于节流板或底板的最深区域中。 在设置成屋顶形的换热元件中，将换热管夹住的管底相对于水平倾斜。因为配设 于换热管排出孔的节流孔具有明显比换热管小得多的横截面，所以由于管底的倾斜，排出 孔的最深点位于节流孔的最深点的下方。换句话说，落在抽吸腔中的冷凝物不能积聚到节 流孔的高度，因为它之前就通过换热管的排出孔的下边缘流走，并且以这个路径从抽吸腔 中导出。以这种方式抽吸腔不会出现洪流。即使积聚在气体障碍物中的冷凝物结冰对抽吸 腔的运行没有危害，因为节流孔高于换热管的排出孔。在持续运行时，即如果冷凝物通过节 流孔再次进入抽吸腔中时，则可能结冰的冷凝物可迅速地再次融化，并可快速地再次通过 换热管流出。 在本发明中还有利的是，使换热管与管底焊接的焊缝增强部在管底和换热管之间 的连接区域中在一定程度上起密封件的作用，但其由于存在着约l-2mm的余隙而不遭受间 隙腐蚀的危险，换热管通过此焊缝增强部与管底焊接在一起。由于最大为2mm、但优选不大 于lmm的间隔的原因，此密封件这样地密封，使得不存在以下危险，即蒸气或气体不会从 相邻的、即不紧接于节流孔下方的换热管中吸出。此外，在焊缝增强部的范围内积聚的冷凝 物可溢出到换热管中并流出。由于排出孔和底板之间具有足够的间隔，因此不会出现间隙 腐蚀。 如果一对以屋顶形结构相对置的分馏器连接到一个共同的抽吸腔上，则在制造技 术方面是尤其有利的。这不是说，两个分馏器的抽吸腔只设置唯一一个抽吸管，而是在分馏 器上安装唯一一个抽吸腔，来代替两个分开的、待制造的抽吸腔。在设置成屋顶形状的分馏 器中，第一区域的最深点位于分馏器的管底之间。冷凝物汇集在此区域中。在有利的构造 方案中，冷凝物一直汇集到阻挡高度上，分隔壁浸入此阻挡高度中，并作为气体障碍物，抽 吸腔划分成配设于第一分馏器的第一分腔以及配设于第二分馏器的第二分腔。每个分腔都 设置有独立的抽吸器。通过抽吸腔的底板中的冷凝物排出孔实现从最低处导出冷凝物。
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如果气体障碍物的分隔壁由封闭抽吸腔的盖板构成，则可在构造方面看作是尤其 有利的。此盖板与底板一样，可由折弯的板材制成。此板材在节流孔和抽吸管的范围内打 孔。此外，还加工出冷凝物排出孔。打孔的板材接管底的斜度折弯。此外，固定有抽吸管的 侧壁也可与由板材制成的底板构成为一体。侧壁和底板在一定程度上构成一个槽，盖板安 装在此槽上。此盖板原则上只需折弯唯一一次，而且它的折弯在安装位置上比换热管的排 出孔的最深部位更深，因此构成气体障碍物。盖板因此比两个底板之间的板材折弯得更厉 害。 这样预制的抽吸腔可以在侧壁的区域内设有间隔保持器，其支撑在换热器的管底 上。此间隔保持器还同时起真空支柱的作用。它确定管底和底板之间的固定的间隔。在侧 壁和底板之间的过渡区域内，抽吸腔可通过角焊在焊接技术方面的理想位置上与管底固定 地焊接在一起。 在盖板和底板的走向方面，抽吸腔在横截面上的三角形构造在构造方面是简单 的，并在流动技术方面是尤其有利的。此盖板可通过真空支柱进行加固，此真空支柱以三角 形的形状设置在盖板的上方。 按本发明的干式冷却器优化了抽吸腔的构造，因为设置有节流孔的底板以简单的 方式是整体上在工厂方面可预制的抽吸腔的组成部分。通过在制造抽吸腔时的弯曲半径， 为随后与管底的焊接产生自动的焊接过程。因此在整体上降低成本。 按本发明构成的抽吸腔的重要的优点是，在单个管束的构造方面，逆流冷凝器和
顺流冷凝器之间不再存在明显的不同。则首先具有逻辑上的优势，因为在构造位置上不需
要注意待安装的冷凝器的顺序，而是可以不依赖于它们的连接首先架设冷凝器，然后可以
确定作为逆流冷凝器或顺流冷凝器的连接。直到管底被气密地焊接在一起之后，在工厂方
面已完整预制好的抽吸腔安放在单个的、以逆流运行的换热元件上并与管底相连。 配设于各个换热管的节流孔的横截面面积的总和相当于接在抽吸腔上的抽吸管
的横截面面积的最大值。 事实证明令人惊讶的是，节流孔的横截面面积与抽吸管的横截面面积处于邻近的 比例，这迄今在此形状中还未知。由于节流孔相对较小，可应用具有同样相对小的横截面的 抽吸管实现横截面面积的匹配，其中尤其有利的是，在每个分馏器中只有唯一一个抽吸管 必须连接到抽吸腔。这导致明显减少了迄今所需的焊接工作。在此还考虑到，用来冷凝发 电厂的水蒸气的逆流冷凝器通常每个管束具有超过2m的宽度，因此迄今在管束的宽度分 成三个抽吸管连接到各自的抽吸腔上。这些抽吸腔在此相互气密地隔开。这在安装技术方 面迄今来说是很繁复的，单个的抽吸腔通过许多单个的抽吸支管与汇集管道相连，因为为 此需要许多焊缝。由于焊缝多，当然也提高了泄漏的风险。此外更糟的是，焊缝必须当场局 部地在仰焊位置上焊接，因此焊接过程很昂贵并且费时间。 通过相互一致的横截面面积，在本发明的框架内，每个分馏器都可取消三个单个 的、相互隔开的抽吸腔，只需设置唯一一个具有仅仅中间抽吸器的抽吸腔。因此，可明显减 少焊缝的数量，并降低泄漏的风险。在测量单个横截面的尺寸时重要的是，气体和/或蒸气 从单个的换热管中均匀地抽出。为此目的，单个的节流孔的横截面是可变化，而且朝边缘区 域(亦即在远离抽吸管的区域中)变大，并朝与抽吸器直接相邻的中间区域变小。直径的变 化可以是持续性的，或是分级的。例如，可以考虑分成三个级，即在与抽吸管相邻的中间区域中，节流孔具有最小的横截面面积。在边缘侧的区域中，节流孔具有更大的横截面面积。 在它们之间，节流孔具有中等的横截面面积。。
下面借助在附图中描述的实施例详细地阐述了本发明。其中
图1示出了逆流冷凝器的上方区域中的抽吸腔的纵向剖面图；
图2示出了图1的、处于开启和封闭状态中的抽吸腔的透视图；
图3以放大的视图示出了图2 ;
图4示出了图1至3的抽吸腔的横截面图。
具体实施例方式
图1示出了供入空气且用来冷凝水蒸气的干式冷却器的顺流冷凝器1 (分馏器) 的上方区域，所述干式冷却器在整体上未详细示出。蒸气的流动方向通过标出的箭头P表 示。在相互水平延伸的换热管2的内部，蒸气向上升并进入抽吸腔3中。抽吸管4在中间 连接在抽吸腔3上，通过此抽吸管4从分馏器1中吸出气体_蒸气混合物。借助图2的透 视图可看到，两个抽吸腔3分别接在中间的抽吸器5上。 从图1还可看出，在图面右边示出了顺流冷凝器6的一部分。顺流冷凝器6不设 有抽吸腔4，因为蒸气从上方朝下方流动。当然，换热管2具有与分馏器1 一样的横截面。 明显可看出，在抽吸腔3中存在着明显更小的孔口，用来转移气体-蒸气混合物。这归咎于 减小换热管2的排出横截面的、具有节流孔8的节流板7 (Blende)设置在单个换热管2的 排出孔9的上方。节流板7是抽吸腔3的底板10的组成部分。单个节流孔8整体上具有 一个横截面，此横截面不大于连接在抽吸腔3上的抽吸管4的横截面。因此，可实现尤其均 匀地抽出气体-蒸气混合物。因此，最大程度地避免了分馏器l的换热管2内的冷区。在 这样相一致的横截面的情况下，每个分馏器单元可只设置一个抽吸腔3，其中要提及的是， 构成为分馏器1的管束具有优选约为2. 20m的宽度。 借助图2的透视图，可更加明显地看到抽吸腔3的构造。位于图面左边的抽吸腔 3借助盖板12来封闭，它是一个V形折弯的片材。此盖板12与抽吸腔3的下方部件11焊 接在一起。此下方部件11由底板10以及与相对于底板1090°折弯的侧壁13构成。此盖 板12在边缘侧上与侧壁13焊接在一起，并通过额外的、三角形的真空支柱14进行加固。此 外，在侧壁13上还以均匀的间隔设置多个间隔保持器15，下面还会详细描述这些间隔保持 器15。此间隔保持器15处于与真空支柱14相同的空间平面内。 还可看到，抽吸腔3的横截面朝中间逐渐变小，也就是说，在底板10之间的折痕处 最小。抽吸腔3的最深点处于在折痕的这个区域内。此区域被称为最低处16，并以均匀的 间隔设有冷凝物排出孔17。此冷凝物排出孔17是指纵向孔，因此它在折痕的两侧延伸，如 同借助图3的放大视图所看到的一样。 抽吸腔3划分成配设于各分馏器10的第一分腔19以及与其气密地隔开的第二分 腔19a。所述分腔19、 19a是镜像对称的，或抽吸腔3设计成对称的，并与未详细示出的抽吸 管相耦合。可看出的是，气体-蒸气混合物从换热管2中按箭头P往上升，其中在换热管2 中构成冷凝水滴T，此冷凝水滴T沉积在换热管2的壁板上，并作为冷凝物K输入到位于分馏器1的脚部区域中的未详细示出的冷凝物导管。可看出的是，节流孔8的横截面明显小 于换热管2的排出孔9的横截面面积。 穿过节流孔8的气体-蒸气混合物至少成比例地被冷凝，其中气体沿箭头Pl的方 向朝上被吸出，即沿抽吸管4的方向被吸出，而冷凝水滴T由于重力朝下运动，并汇集在抽 吸腔3的最低处16。冷凝物K通过冷凝物排出孔17进入并汇集到夹住换热管2的管底18 的上方，此冷凝物排出孔17在图4中只当作底板10的断口示出。两个分馏器的管底18相 互间气密地焊接在一起。冷凝物K通过冷凝物排出孔17进入到各自的底板10下，这些底 板10相对于管底18具有很小的间隔。这些强制必需的间隔通过间隔保持器15来确定，这 些间隔保持器15也同样支撑在管底18上。通过由此产生的间隙，冷凝物可朝上升，并一直 升到用虚线F表示的填充高度。此填充高度F相当于排出孔9的最深区域的高度位置。换 句话说，冷凝物K 一直上升到这样的程度，直到它可穿过底板10和管底18之间并再次通过 排出孔9流入到换热管2中，并与其余的冷凝物流体混合。 特别之处在于，盖板12 —直达到填充线F的下面，并浸入积聚起来的冷凝物中。 因此，气体障碍物20由底板10或节流板7、设置在底板10下面的管底18以及冷凝物K构 成，因此没有气体_蒸气混合物能从左边的分腔18中溢入右边的分腔19中。此外，由于冷 凝物K的流出，确保节流孔8不位于填充线F的下方，因此气体-蒸气混合物进入抽吸腔3 中的路径与为冷凝物K的导出所设置的路径不同，因此，可防止所谓"吞没"带有在逆流中 抽出的蒸气_气体混合物的排出冷凝物。 在工厂方面预制成的抽吸腔3作为完整的组件，通过在焊接技术方面的理想位置 上的延伸的焊缝21与管底18焊在一起。在此，抽吸腔3通过间隔保持器15以相对于未详 细示出的焊缝增强部优选为lmm的确切最小间隔来保持。其由于在管底18中的管焊而形 成。因此，每个换热管2都自动产生一个单腔，其可通排出孔8均匀地吸出。附图标记列表1-逆流冷凝器(分馏器)2-换热管3-抽吸腔4-抽吸管5-抽吸器6-顺流冷凝器7_节流板8-节流孔9-排出孔10-底板11-下方部件12-盖板13-侧壁14-真空支柱15-间隔保持器16-最低处
17-冷凝物排出孔 18-管底 19-分腔 19a-分腔 20-气体障碍物 21-焊缝 F-填充线/阻挡高度 K-冷凝物 P-箭头 T-冷凝水滴
权利要求
一种供入空气的、用于冷凝水蒸气的干式冷却器，具有至少一个顺流冷凝器(6)和至少一个逆流冷凝器(分馏器)(1)，其中逆流冷凝器(1)的换热管(2)连接到上方的抽吸腔(3)，其中设有使至少一个换热管(2)的排出横截面缩小的节流板(7)，所述节流板具有节流孔(8)，其特征在于，通过节流孔(8)进入抽吸腔(3)中的冷凝物(K)汇集到抽吸腔(3)的最低处(16)中，并通过形式为虹吸管的气体障碍物(20)能够再次导入换热管(2)中。
2. 按权利要求l所述的干式冷却器，其特征在于，气体障碍物(20)由节流板(7)、设置 在节流板(7)下方的管底(18)和冷凝物(K)构成，其中所汇集的冷凝物(K)能够导入到固 定在所述管底(18)上的换热管(2)的排出孔(9)中。
3. 按权利要求1或2所述的干式冷却器，其特征在于，节流板(7)至少局部相对于换热 管(2)的排出孔(9)具有最大为2mm的间隔。
4. 按权利要求3所述的干式冷却器，其特征在于，此间隔不大于lmm。
5. 按权利要求3或4所述的干式冷却器，其特征在于，所述排出孔(9)由焊缝增强部包 围，其中所述间隔是相对于焊缝增强部测量的。
6. 按权利要求1至5之任一项所述的干式冷却器，其特征在于，节流板(7)是抽吸腔 (3)的底板(10)的组成部分。
7. 按权利要求1至6之任一项所述的干式冷却器，其特征在于，冷凝物排出孔(17)设 置在节流板(7)中。
8. 按权利要求1至7之任一项所述的干式冷却器，其特征在于， 一对成屋顶形结构相对 置的分馏器(1)连接到一个共同的抽吸腔(3)上。
9. 按权利要求8所述的干式冷却器，其特征在于，在抽吸腔(3)的位于分馏器(1)之 间的最低处(16)中，冷凝物(K) 一直汇集到阻挡高度(F)上，一个分隔壁浸入所述最低处 中，并作为气体障碍物(20)，抽吸腔(3)划分成配设于第一分馏器(1)的第一分腔(19)以 及配设于第二分馏器(1)的第二分腔(19a)。
10. 按权利要求9所述的干式冷却器，其特征在于，所述分隔壁由封闭抽吸腔的盖板(12) 构成。
11. 按权利要求6所述的干式冷却器，其特征在于，构成节流板(7)的底板(10)由在排 出孔(9)、冷凝物排出孔(17)和抽吸管(4)的区域内打孔的板材一体地制成，此板材按管底 (18)的斜度进行折弯。
12. 按权利要求1至11之任一项所述的干式冷却器，其特征在于，抽吸腔(3)的侧壁(13) 与由板材制成的底板(10) —体地制成。
13. 按权利要求12所述的干式冷却器，其特征在于，在侧壁(13)上设置一在管底(10) 上固定的间隔保持器(15)。
14. 按权利要求2至13之任一项所述的干式冷却器，其特征在于，预制成的抽吸腔(3) 在边缘侧与管底(18)气密地焊接在一起。
15. 按权利要求1至12之任一项所述的干式冷却器，其特征在于，抽吸腔(3)设置有唯 一的抽吸管(4)，该抽吸腔(3)在分馏器(1)的整个宽度上延伸。
全文摘要
一种供入空气的、用来冷凝水蒸气的干式冷却器，具有至少一个顺流冷凝器(6)和至少一个逆流冷凝器(分馏器)(1)，其中逆流冷凝器(1)的换热管(2)连接到上方的抽吸腔(3)，其中设置一使至少一个换热管(2)的排出横截面缩小的节流板(7)，该节流板设有节流孔(8)。节流孔的横截面面积的总和相当于连接在抽吸腔上的抽吸管的横截面面积的最大值。
文档编号F28B1/06GK101796363SQ200880105441
公开日2010年8月4日 申请日期2008年8月12日 优先权日2007年9月18日
发明者M·施密特 申请人:Gea能量技术有限公司