空冷元件及具有该空冷元件的空冷器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及换热设备技术领域，更具体地，涉及一种空冷元件及具有该空冷元件的空冷器。
【背景技术】
[0002]在具有多风少雨、高温干旱、严重缺水和高蒸发量等特点地区的煤化工项目，通常采用开式逆流循环水塔对45°C的循环回水进行冷却，其蒸发量、风干量和含盐污水量都将达到很大，以一个投资170亿元人民币左右的煤化工项目为例，循环水用量在99800立方米/时，年运行时间按8000小时，蒸发量按循环水量的1.6%计，其蒸发损失水量为1596.8立方米/时，折合年损失量为1277.44万立方米，占项目年用水量(1714万立方米)的74%左右。不仅造成水资源的巨大浪费，同时还会增大生产成本，加大含盐污水处理量和排污量。
[0003]如果采用闭式空冷技术能够实现循环冷却水的降温，不仅可以节省大量的新鲜水量，同时还可以大大降低含盐污水的处理与排放，具有良好的经济效益和环境效益。一些国内化工企业已进行过“将空冷器用于循环水冷却的试验”，但都因其结构上的特点而告失败。
[0004]采用目前成熟的空冷器对循环水进行冷却，其空冷管结构为直线光管外加翅片管的结构，且光管直径较小，该结构存在以下不足:
[0005]循环水在管内流动无论是层流还是湍流，都会造成空冷管内壁的结垢，使得空冷器的传热效果差、效率低，换热面积加大，设备制造成本增加；
[0006]空冷管外部密植的翅片以及周边的防护挡板，使得目前的空冷器都要采用引风机或鼓风机进行强制通风，造成动力消耗加大，增加了生产运行成本；
[0007]另外，空冷管内结垢后循环水压降较大，使得循环水泵扬程增加，也使循环水的冷却成本进一步提高，空冷管内、外壁结垢或积灰，都会使换热效果降低，需要经常检修清洗，造成维修、维护成本增加，因其排水不净，冬季运行时常易造成空冷管冻裂，设备寿命期大大缩短，造成投资增大。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型旨在提供一种空冷元件及具有该空冷元件的空冷器，以解决现有技术中空冷管容易结垢的问题。
[0009]为解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种空冷元件，该空冷元件包括空冷管，空冷管包括多段第一管道段和多段第二管道段，第一管道段的直径与第二管道段的直径不相等，且多段第一管道段和多段第二管道段交替连接。
[0010]进一步地，第一管道段和第二管道段均为直管段。
[0011]进一步地，第一管道段与第二管道段的连接位置处设置有压降减缓段。
[0012]进一步地，第一管道段的直径大于第二管道段的直径；压降减缓段呈漏斗状结构，漏斗状结构的扩张端口与第一管道段连接，漏斗状结构的收缩端口与第二管道段连接。
[0013]进一步地，第一管道段与第二管道段的中心轴线位于同一条直线上。
[0014]进一步地，空冷元件还包括至少一块散热片，散热片设置在空冷管的外周。
[0015]进一步地，散热片为套设在空冷管外周的盘状翅片。
[0016]根据本实用新型的另一实用新型，提供了一种空冷器，包括空冷元件，空冷元件为上述的空冷元件。
[0017]应用本实用新型的技术方案，由于空冷管是由直径不相等的第一管道段和第二管道段交替连接而成，因此，当流体从空冷管中流过时，空冷管能够使管内的流体呈现紊流状态，抑制空冷管内的流体在流动过程中可能出现层流底层，进而防止空冷管内水垢的形成，从而提高空冷管的传热效果。
【附图说明】
[0018]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0019]图1示意性示出了本实用新型中的空冷元件的主视图。
[0020]附图标记说明:10、空冷管；11、第一管道段；12、第二管道段；13、压降减缓段；20、
散热片。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0022]参见图1所示，根据本实用新型的实施例，提供了一种空冷元件。该空冷元件包括空冷管10，空冷管10包括多段第一管道段11和多段第二管道段12，且第一管道段11的直径与第二管道段12的直径不相等，且多段第一管道段11和多段第二管道段12交替连接。由于空冷管10是由直径不相等的第一管道段11和第二管道段12交替连接而成，因此，当流体从空冷管10中流过时，空冷管10能够使管冷的流体呈现紊流状态，抑制空冷管10内的流体在流动过程中可能出现层流底层，进而防止空冷管10内水垢的形成，从而提高空冷管10的传热效果。
[0023]在本实施例中，第一管道段11和第二管道段12均为直管段，结构简单，便于实现。在本实用新型的其他实施例中，第一管道段11和第二管道段12还可以根据具体的情况设置为弯管结构与其他空冷元件相连。使用过程中，空冷管10可由3米、4.5米以及6米的管道组件连接而成，制成单片或双片空冷器结构，该空冷器重量轻、体积小、换热效率高，可以悬挂于框架下方，或布置在平台/地面上的空隙处，使用灵活方便，不会增加项目占地面积。
[0024]为了减缓空冷管10内部流体在第一管道段11和第二管道段12在连接处压力变化，本实施例的第一管道段11与第二管道段12的连接位置处设置有压降减缓段13，通过设置压降减缓段13空冷元件管径比普通空冷器的管径增大I至2个等级，将管内流体流速降到1.0米/秒以下，能够减小空冷管10内的流体的压降变化，在防止空冷管10结垢的同时维持空冷管10内流体的传输速率，保证空冷管10的散热效率。
[0025]优选地，第一管道段11的直径大于第二管道段12的直径，压降减缓段13呈漏斗状结构，该漏斗状结构的扩张端口与直径较大的第一管道段11连接，漏斗状结构的收缩端口与直径较小的第二管道段12连接，当空冷管10内的流体流进漏斗状结构时，能够减缓流体的压降，避免流体压降过大而影响流体的正常运行，还能够防止压降变化对空冷管10本身造成磨损，提高空冷元件的使用寿命。与此同时，漏斗状结构的横截面的直径不断变化，使空冷管内流体的流速大小和方向上都发生变化，进而使得管内流体呈现出“紊流状态”，从而破坏管内可能出现的层流底层。在本实用新型的其他实施例中，还可以将压降减缓段13设置成过渡结构，例如弧线型筒状结构等。
[0026]优选地，第一管道段11与第二管道段12的中心轴线位于同一条直线上，便于空冷管10的组装，使用灵活方便；检修、维护成本低。
[0027]再次参见图1所示，本实施例中的空冷元件还包括至少一块散热片20，散热片20设置在空冷管10的外周，该散热片20的设置能够增加空冷元件与外界的接触面积，使得换进中的空气能够与该空冷元件充分接触，提高空冷元件的换热效果。当设置多块散热片20时，散热片20之间的间距要设置得大一些，避免空冷元件的外周沉积灰尘；空冷管10内部保持紊流状态，不易结垢，换热效果好，使用寿命和期限长，检维修成本低。
[0028]优选地，散热片20为套设在空冷管10外周的盘状翅片，使散热片20呈盘状翅片，不仅能够增加空冷元件与外界的接触面积，还能够提高散热片20与空冷管10连接稳定性。更优选地，本实施例的盘状翅片为圆盘状翅片，圆盘状翅片的结构能够有效防止灰尘在翅片边缘沉积，进一步提高空冷元件的换热效果。
[0029]根据本实用新型的另一实施例，提供了一种空冷器，该空冷器包括空冷元件，该空冷空冷元件为上述实施例中的空冷元件。
[0030]本实用新型应用流体力学中的“边界层理论”，一方面，采用变径管取代普通的光管，并适当加大管径；如此可以使得空冷管内循环流体在流速较低时还能够达到“紊流状态”，破坏管内壁的层流底层，使内管壁保持清洁、不结垢，内管流体的热量能够“快速传递”；另一方面，适当加大盘状翅片间距，使得环境空气与循环水在空冷元件外部换热后能够“迅速离开”，从而达到提高换热效果的目的。根据本实用新型的空冷元件以及具有该空冷元件的空冷器，能够获得最大的经济效益和环境效益。
[0031]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种空冷元件，包括空冷管(10)，其特征在于，所述空冷管(10)包括多段第一管道段(11)和多段第二管道段(12)，所述第一管道段(11)的直径与所述第二管道段(12)的直径不相等，且所述多段第一管道段(11)和所述多段第二管道段(12)交替连接。
2.根据权利要求1所述的空冷元件，其特征在于，所述第一管道段(11)和所述第二管道段(12)均为直管段。
3.根据权利要求1所述的空冷元件，其特征在于，所述第一管道段(11)与所述第二管道段(12)的连接位置处设置有压降减缓段(13)。
4.根据权利要求3所述的空冷元件，其特征在于，所述第一管道段(11)的直径大于所述第二管道段(12)的直径； 所述压降减缓段(13)呈漏斗状结构，所述漏斗状结构的扩张端口与所述第一管道段(11)连接，所述漏斗状结构的收缩端口与所述第二管道段(12)连接。
5.根据权利要求1所述的空冷元件，其特征在于，所述第一管道段(11)与所述第二管道段(12)的中心轴线位于同一条直线上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的空冷元件，其特征在于，所述空冷元件还包括至少一块散热片(20)，所述散热片(20)设置在所述空冷管(10)的外周。
7.根据权利要求6所述的空冷元件，其特征在于，所述散热片(20)为套设在所述空冷管(10)外周的盘状翅片。
8.一种空冷器，包括空冷元件，其特征在于，所述空冷元件为权利要求1至7中任一项所述的空冷元件。
【专利摘要】本实用新型提供了一种空冷元件及具有该空冷元件的空冷器。该空冷元件包括空冷管，空冷管包括多段第一管道段和多段第二管道段，第一管道段的直径与第二管道段的直径不相等，且多段第一管道段和多段第二管道段交替连接。本实用新型的空冷元件及具有该空冷元件的空冷器能够抑制空冷管内的流体在流动过程中可能出现层流底层，进而防止空冷管内水垢的形成，从而提高空冷管的传热效果。
【IPC分类】F28D7-00, F28F1-12
【公开号】CN204514122
【申请号】CN201520197670
【发明人】徐涛, 王进, 林辉, 罗峰, 张蔚
【申请人】神华集团有限责任公司, 中国神华煤制油化工有限公司, 中国神华煤制油化工有限公司北京工程分公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月2日