一种顺逆流复合型换热管束的制作方法

本发明涉及换热设备领域，具体的说是一种顺逆流复合型换热管束。

背景技术：

我国水资源短缺，且地区分布极不均匀，水冷式凝汽器对水资源的高度依赖，严重制约了其在以汽轮机作为动力源的发电系统以及其他装置在缺水地区的建设和应用，因此缺水地区多采用空冷凝汽系统。

用于汽轮机乏汽冷凝的空冷换热管束多采用翅片管作为基本换热单元，其基本型式由上世纪50年代的多排圆管到上世纪70年代的双排或多排椭圆管，发展为目前常用的钎焊铝翅片单排管束，即所谓的单排管或大扁管管束，仍存在以下两个方面的问题：

一方面，多排管式（≥2排）的换热管束中各排管存在压差，容易集聚不凝性气体，使换热管束在严寒地区容易冻伤，且具有管束翅片容易损伤、风阻大、表面污垢不易清洗等缺点。目前的单排大扁管形式虽避免了多排管的上述缺陷，但翅片管仅有一排，对空间利用不足，具有占地大的缺点。

另一方面，在系统实际应用中，考虑到系统防冻和抽真空等运行需要，空冷管束可分为顺流管束单元和逆流管束单元。顺流管束单元和逆流管束单元均由相同的单排大扁管构成且顺流管束和逆流管束之间相互独立，数量为4-6:1。而顺流管束和逆流顺流管束和逆流管束独立布置，各个逆流管束与顺流管束之间的相对位置无法保证一致，从而在由逆流管束末端抽真空形成负压以使顺流管束中未冷凝的气态介质进入逆流管束中继续冷凝的状态下，容易造成系统中待冷凝的气态介质偏流，使系统散热效率下降，性能偏离设计值，且容易发生冻结。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种顺逆流复合型换热管束，以充分利用空间，并避免气态介质偏流，提高散热冷凝效率。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案为：一种顺逆流复合型换热管束，包括间隔分布的第一管板和第二管板，在第一管板和第二管板之间设有换热管系统，在第一管板上还固定设有与换热管系统相连的凝结箱；换热管系统包括成排分布于第一管板和第二管板之间的多根顺流翅片管和成排分布于第一管板和第二管板之间的多根逆流翅片管，所有顺流翅片管的末端和所有逆流翅片管的起始端均与凝结箱连通，在凝结箱上设有供冷凝液体流出的中间排液管。

优选的，换热管束包括一排顺流翅片管和一排逆流翅片管，且顺流翅片管等距间隔分布，逆流翅片管等距间隔分布，顺流翅片管和逆流翅片管相互平行分布。

优选的，在第一管板和第二管板上分别设有供顺流翅片管的两端配合安装的第一管孔和供逆流翅片管的两端配合安装的第二管孔。

优选的，顺流翅片管的基管为大扁管或椭圆管；逆流翅片管的基管为圆管或椭圆管。

优选的，顺流翅片管和逆流翅片管的基管厚度为0.8mm、1mm、1.2mm、1.3mm、1.35mm、1.5mm或2mm。

优选的，顺流翅片管和逆流翅片管的基管材质为碳钢、不锈钢、铝、铜或钢铝复合材料。

优选的，顺流翅片管和逆流翅片管的翅片材质为钢、铝或复合铝材料。

优选的，顺流翅片管和逆流翅片管的翅片间距为2mm、2.3mm、3mm、6mm或8mm。

优选的，顺流翅片管和逆流翅片管的翅片厚度为0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.23mm、0.25mm、0.28mm或0.3mm。

优选的，顺流翅片管和逆流翅片管的翅片高度为12.5mm、16mm或19mm。

有益效果

本发明在传统单排大扁管管束基础上，增加一排翅片管，作为逆流换热管，使得每个管束都有顺流翅片管和逆流翅片管。待冷却气态介质从顺流翅片管起始端进入，将其热量通过顺流翅片管传递给外界空气，未完全冷却或冷凝的介质经过凝结箱后，在逆流翅片管末端抽真空设备的作用下折返进入逆流翅片管，继续冷却或冷凝，从而保证整个空冷系统每一片管束工作压力和进气均匀性。

由于管排数增加，对空间利用更充分，相同的换热面积，占地面积更小，较小的单元尺寸，也可减少空冷凝汽器附属钢结构的用钢量，从而降低设备成本。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中a-a向剖视图；

图中标记：1、中间排液管，2、凝结箱，3、第一管板，4、逆流翅片管，5、顺流翅片管，6、第二管板。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一种顺逆流复合型换热管束，包括平行间隔分布的第一管板3和第二管板6、设置在第一管板3和第二管板6之间并通过第一管板3和第二管板6支撑的换热管系统以及设置在第一管板3上并与换热管系统相连的凝结箱2。

换热管系统包括分布于图1中第一管板3和第二管板6之间下部位置的单排多根顺流翅片管5以及第一管板3和第二管板6之间上部位置的单排多根逆流翅片管4。所有的顺流翅片管5和逆流翅片管4均相互平行，并垂直于第一管板3和第二管板6分布。单排顺流翅片管5和单排逆流翅片管4之间可上下一一对应，也可相互交错。在第一管板3和第二管板6上分别开设有第一管孔和第二管孔。第一管孔和第二管孔的形状规格分别与对应的翅片管相对应以供顺流翅片管5和逆流翅片管4的端部分别配合安装。

如图2所示，本实施例中的顺流翅片管5的基管为大扁管（常用规格为220mm*20mm*1.5mm或219mm*19mm*1.5mm）或椭圆管；逆流翅片管4的基管为圆管（常用规格为ф25mm*1.5mm）或椭圆管，顺流翅片管5和逆流翅片管4的数量相同并一一对应，使得顺流翅片管5和逆流翅片管4的总横截面积之比为4-6:1，满足顺逆式空冷换热的比例需求。顺流翅片管5和逆流翅片管4的基管厚度为0.8mm、1mm、1.2mm、1.3mm、1.35mm、1.5mm或2mm。顺流翅片管5和逆流翅片管4的基管材质为碳钢、不锈钢、铝、铜或钢铝复合材料。顺流翅片管5和逆流翅片管4的翅片材质为钢、铝或复合铝材料。顺流翅片管5和逆流翅片管4的翅片间距为2mm、2.3mm、3mm、6mm或8mm。顺流翅片管5和逆流翅片管4的翅片厚度为0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.23mm、0.25mm、0.28mm或0.3mm。顺流翅片管5和逆流翅片管4的翅片高度为12.5mm、16mm或19mm。

所有顺流翅片管5的末端（对应图1中的左端）和所有逆流翅片管4的起始端（对应图1中左端）均与上述凝结箱2连通，凝结箱2以焊接方式固定在第一管板3的左侧，在凝结箱2的底部设有供冷凝液体流出的中间排液管1。

本发明在实施过程中，以汽轮机乏汽冷凝为例，将第一管板3和第二管板6以整体右端上提60°（该角度可根据实际情况进行调整）的方式固定在机架上；然后将汽轮机乏汽管路通过集合管分别由右端通入顺流翅片管5中，（顺流翅片管5和逆流翅片管4的最短长度为1m，最长长度通常为12m），乏汽在沿顺流翅片管5由右向左行进过程中，将其热量通过顺流翅片管5基管的管壁和翅片传递给外界空气进而部分冷凝流入凝结箱2中，并通过中间排液管1排出。未冷凝的乏汽经过凝结箱2后，在逆流翅片管4末端抽真空装置的作用下折返进入逆流翅片管4，并通过逆流翅片管4由左向右行进过程中彻底冷凝排出逆流翅片管4。由于在每个管束的逆流翅片管4的末端通过集合管进行抽真空，从而保证整个空冷系统每一片管束工作压力和进气均匀性。继而避免系统中待冷凝乏汽偏流而造成的系统散热效率下降，性能偏离设计值，且容易发生冻结的现象。