一种复合式V型蒸发式空冷凝汽器的制作方法

一种复合式v型蒸发式空冷凝汽器
技术领域
1.本发明涉及凝汽器技术领域，具体涉及一种复合式v型蒸发式空冷凝汽器。


背景技术：

2.蒸发式空冷凝汽器简称(eac)是利用潜热换热机理，以水为蒸发冷却介质，以空气为载体，通过吸收换热管内高温介质的热量使得管外表面水膜蒸发，从而达到换热管内介质冷凝的一种高效、节能、节水型的换热设备。
3.在正常运行过程中，需采用喷淋系统对换热管束进行循环喷淋，喷淋水通过蒸发换热，在风机驱动下，出风口处会产生大量白雾，从而对环境产生污染。
4.而且，设备在低温环境下运行时，经风机引入设备内的空气比较低，而蒸汽在换热管束内行走的流程过长，导致其换热能力远大于设计能力时，蒸汽会在换热管内进行凝结，从而发生换热管冻管现象，因此有待改进。


技术实现要素：

5.为了解决背景技术中提到的至少一个技术问题，本发明的目的在于提供一种复合式v型蒸发式空冷凝汽器。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复合式v型蒸发式空冷凝汽器，包括：壳体，所述壳体具有进风侧和出风侧，所述壳体的出风侧设有风机；凝汽单元，设于进风侧和出风侧之间用于冷凝蒸汽，包括两相对设置的凝汽部件，所述凝汽部件包括换热管束和不凝汽输出口，所述不凝汽输出口用于输出由换热管束输出的不凝蒸汽；二次换热单元，设于凝汽单元上方，具有进汽口和抽汽口，所述二次换热单元的进汽口与不凝汽输出口相连通，不凝汽输出口输出的不凝蒸汽经进汽口流入二次换热单元内，以与从二次换热单元外部通过的空气实现热交换；喷淋系统，至少部分设于凝汽单元和二次换热单元之间，用以朝向换热管束进行喷淋。
7.作为优选，所述二次换热单元包括由若干空冷翅片管构成的翅片管束；所述空冷翅片管包括管体和设于管体外壁上的翅片。
8.作为优选，所述管体为扁管结构，所述翅片分布在管体两侧的宽面上。
9.作为优选，所述二次换热单元还包括前室和后室，所述翅片管束设于前室和后室之间以连通二者；所述进汽口设于前室，所述抽汽口设于后室。
10.作为优选，所述二次换热单元包括两个，两个所述二次换热单元相对设置且分别布置在两凝汽部件的上方，两二次换热单元上的两进汽口分别与两凝汽部件上的两不凝汽输出口相连通。
11.作为优选，两所述凝汽部件均倾斜设置，且换热管束的输出端低于换热管束的输
入端；和/或，所述二次换热单元倾斜设置，所述二次换热单元的输入端低于二次换热单元的输出端。
12.作为优选，所述凝汽部件还包括进汽室和凝结水室，所述换热管束设置在进汽室和凝结水室之间以连通二者；所述不凝汽输出口设于凝结水室；所述进汽室具有蒸汽入口。
13.作为优选，所述换热管束在高度方向上依次分布形成若干层，在凝结水室中，相邻两层换热管束之间均设有导流结构，所述导流结构用于将相邻两层换热管束中，位于上层的换热管束输出的冷凝水向侧方导出。
14.作为优选，所述导流结构包括导流板，所述导流板一端固定在凝结水室靠近换热管束一侧的侧壁上，另一端向远离换热管束一侧延伸。
15.作为优选，所述凝结水室的底部具有用于排出冷凝水的排水口，所述排水口上连接有密封管路，其中所述密封管路至少包括一段下凹的弯管段。
16.采用本发明的优点在于：首先，本方案中通过将凝汽单元分拆成两个凝汽部件，如此便相当于将一片长的换热管束切割成两片短的换热管束，从而便减小了换热管束的长度，进而减少了蒸汽在换热管束内的流动行程，如此以降低冻管风险。
17.其次，本方案中，还在喷淋系统的上方设置有二次换热单元，并将二次换热单元的进汽口与凝汽部件的出汽口相连通，如此流入凝结水室内的不凝蒸汽会经出汽口和进汽口进入二次换热单元内进行流动，在此过程中，在风机的驱动下，干空气从进风侧进入壳体内并向出风侧流动，当干空气流经换热管束时，干空气与换热管束内的蒸汽实现热交换并升温，由于此时干空气与喷淋系统喷淋出的喷淋水相接触，会由干空气变换为湿空气，此时的湿空气处于较为饱和的状态；当该湿空气继续上升流经二次换热单元时，会与二次换热单元内的蒸汽发生热交换，通过二者的热交换，一来使二次换热单元内的蒸汽进行冷凝，二来湿空气会在热交换后进行升温，升温后的湿空气变为非饱和空气，如此便使得最终形成的白雾较少，在出风侧几乎无白雾现象。
附图说明
18.图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的侧视结构示意图；图3为凝汽部件的结构示意图；图4为本发明凝汽单元与传统的凝汽单元的结构对比图；图5为凝结水室一侧的管板结构示意图；图6为空冷翅片管的截面图；图7为空冷翅片管的侧视图；图8为空气饱和曲线图；图9为本发明实际测得的空气温度、含湿量和相对湿度的数据表。
具体实施方式
19.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技
术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.请参阅图1-9所示，本实施例提供一种复合式v型蒸发式空冷凝汽器，包括壳体1、凝汽单元、二次换热单元3、喷淋系统，以下对各部件进行具体说明：如图1所示，所述壳体1具有进风侧11和出风侧12，进风侧11设置在壳体1下部侧壁上，具体的，在壳体1的下部侧壁上设置进风口，在进风口处安装进风百叶窗111。
21.出风侧12设置在壳体1的顶部，具体的，在壳体1的顶部设置出风口，出风口中安装有风机121，风机121工作时，外部空气由进风百叶窗111进入壳体1内并向出风口一侧流动，最终由出风口排出。
22.在壳体1的底部形成储水槽13，用以提供喷淋用水。
23.结合图1和图2所示，凝汽单元设于壳体1内且位于进风侧11和出风侧12之间用于冷凝蒸汽，包括两相对设置的凝汽部件2，即两凝汽部件沿横向依次分布，两凝汽部件内端相对。
24.本实施例中两凝汽部件结构基本相同，以其中一个凝汽部件为例，结合图3所示，所述凝汽部件包括换热管束21和不凝汽输出口231，所述不凝汽输出口231用于输出由换热管束21输出的不凝蒸汽，这里的不凝蒸汽指的是在换热管束21内未冷凝的蒸汽，换热管束21则由若干均匀分布的换热管构成。
25.之所以将凝汽单元设置成两个相对设置的凝汽部件，目的在于，这样的设计可以使每个凝汽部件中的换热管束21的长度较短，进而减少了蒸汽在换热管束21内的流动行程，如此以降低冻管风险；具体的：图4展示的是传统的凝汽单元与本实施例凝汽单元的对比示意图，其中，在图4中a部所述为传统的凝汽部件，其换热管束21较长，因此蒸汽流程较长，在低温环境下，比如冬天，使用时容易发生冻管现象；在图4中b部所示为本实施例包括两个凝汽部件的凝汽单元结构，与传统的长换热管束21相比，每个凝汽部件中的换热管束21几乎减少了近一半的长度，如此使得蒸汽流程相应的减少，从而以降低冻管风险。
26.凝汽部件的具体结构为：结合图3所示，所述凝汽部件还包括进汽室22和凝结水室23；所述换热管束21设置在进汽室22和凝结水室23之间，并通过换热管束21来连通进汽室22和凝结水室23，具体的，进汽室22和凝结水室23相对侧的侧壁均为管板24，换热管束21两端分别安装在两管板24上，以连通进汽室22和凝结水室23。
27.所述不凝汽输出口231设于凝结水室23，具体的，设于凝结水室23的顶部；所述进汽室22具有蒸汽入口221，蒸汽入口221延伸至壳体1外侧；本实施例中，两凝汽部件的凝结水室23相对设置，两凝汽部件的蒸汽入口221分别设于壳体1的两侧。
28.使用时，将蒸汽从蒸汽入口221排入进汽室22，接着蒸汽通过进汽室22流入换热管束21内，蒸汽在换热管束21内进行换热冷凝形成冷凝水，冷凝水顺着换热管束21流入凝结水室23内，换热管束21内还有一部分蒸汽未冷凝会形成不凝蒸汽，这些不凝蒸汽也会顺着换热管束21流入凝结水室23内，最终从不凝汽输出口231输出。
29.为了使凝结水室23内的冷凝水流出，本实施例中，如图3所示，所述凝结水室23的底部具有用于排出冷凝水的排水口232；为了防止不凝蒸汽直接从排水口232直接排出，本实施例中，所述排水口232上连接有密封管路233，其中所述密封管路233至少包括一段下凹
的弯管段，具体的，本实施例中，密封管路233呈u形结构，如此在实际使用时，在密封管路233的弯管段会始终存在一部分冷凝水，这部分冷凝水会对密封管路233实现密封，以避免不凝蒸汽从该密封管路233输出。
30.为了防止换热管束21内的冷凝水回流，本实施例中，如图1所示，两所述凝汽部件均倾斜设置，如此以使换热管束21倾斜，且换热管束21的输出端低于换热管束21的输入端，从而使两凝汽部件呈v型分布；换热管束21位于进汽室22的一端为输入端，另一端则为输出端，如此换热管束21内的冷凝水会在重力作用下，顺着倾斜的换热管束21流向凝结水室23内，而不至于回流进进汽室22内。
31.如图3所示，由于换热管束21的输出端是安装在凝结水室23上的管板24上的，因此换热管束21内流出的冷凝水从其输出端流出后，会顺着凝结水室23内的管板24的板面往下流，如此处于上方的换热管束21流出的冷凝水会覆盖位于其下方的换热管束21的输出端管口，从而造成下方的换热管束21的输出端管口堵塞，从而会阻碍该换热管束21内的蒸汽流动。因此，本实施例做进一步的改进：结合图3和图5所示，所述换热管束21在高度方向上依次分布形成若干层，在凝结水室23中，相邻两层换热管束21之间均设有导流结构，所述导流结构用于将相邻两层换热管束21中，位于上层的换热管束21输出的冷凝水向侧方导出；如此，通过设置导流结构可以将相邻两层换热管束21隔开，使得上层换热管束21流出的冷凝水不会直接流向下层换热管束21的输出端管口，而是会在导流结构的导引下向一侧流出，如此以避免管口堵塞的问题。
32.具体的，结合图5所示，所述导流结构包括导流板234，所述导流板234一端固定在凝结水室23靠近换热管束21一侧的侧壁上，这里的侧壁指的是凝结水室23一侧的管板24；导流板234的另一端向远离换热管束21一侧延伸；如此通过导流板234便可即将上下两层换热管束21相隔开；为了使导流板234具备更好的导流效果，本实施例中，导流板234基本呈开口朝上的u形机构，如此相当于在导流板234上部形成一个导流槽，通过该导流槽来输导冷凝水，并且导流板234沿凝汽部件的倾斜方向倾斜设置。
33.二次换热单元3的具体结构为：结合图1和图2所示，二次换热单元3设于凝汽单元上方，具有进汽口321和抽汽口331，所述二次换热单元3的进汽口321与不凝汽输出口231相连通，不凝汽输出口231输出的不凝蒸汽经进汽口321流入二次换热单元3内，以与从二次换热单元3外部通过的空气实现热交换；可以理解的是，抽汽口331与抽真空系统相连，通过抽真空系统将二次换热单元3内的不凝蒸汽抽出。
34.通过设置二次换热单元3可以对从凝汽部件输出的不凝蒸汽进行再次冷凝，同时，二次换热单元3内的蒸汽在换热时，能对从二次换热单元3外部上升的湿空气进行加热升温，使该湿空气变成非饱和状态，如此以减少白雾的产生。
35.结合图1和图2所示，喷淋系统至少部分设于凝汽单元和二次换热单元3之间，用以朝向换热管束21进行喷淋，具体的，喷淋系统包括泵43、喷淋管41和喷头42，喷淋管41处于凝汽凝汽单元和二次换热单元3之间，通过泵43将储水槽13内的水抽入喷淋管41中，接着通过喷淋管41上的喷头42将水喷洒到换热管束21上。
36.如图6所示，所述二次换热单元3包括由若干空冷翅片管构成的翅片管束31；所述空冷翅片管包括管体311和设于管体311外壁上的翅片312。从不凝汽输出口231输出的蒸汽
流入管体311内；设置翅片312可以增加换热面积。
37.本实施例中，结合图6和图7所示，所述管体311为扁管结构，如此该宽体便包括两相对设置的宽面和两相对设置的窄面，其中窄面呈外凸的圆弧结构，所述翅片312分布在管体311两侧的宽面上；该扁管的内径为220mmx19mm，即宽面的宽度为220mm，窄面的宽度为19mm。具体的，所述空冷翅片管可以采用现有的钎焊蛇形铝翅片换热管，管体311采用钢铝复合材料，翅片312采用铝材，如此能够满足高湿环境下的防腐蚀性能；而将管体311设置成扁管结构，可以使管体311内蒸汽流动面积大，在管体311内产生的冷凝水易于流入到凝结水室23内。
38.如图1所示，所述二次换热单元3还包括前室32和后室33，所述翅片管束31设于前室32和后室33之间，通过翅片管束31连通前室32和后室33，具体的，翅片管束31的一端连接前室32，另一端连接后室33；所述进汽口321设于前室32底部，通过连接管322与凝结水室23的不凝汽输出口231连接，所述抽汽口331设于后室33且从壳体1侧方引出。
39.使用时，凝结水室23内的不凝蒸汽会通过连接管322排入翅片管束31内，最终从抽汽口331排出；在此过程中，翅片管束31内产生的冷凝水会从连接管322回流到凝结水室23内，为了使翅片管束31内的冷凝水能够更好的流入凝结水室23内，所述二次换热单元3倾斜设置，以使翅片管束31倾斜，所述二次换热单元3的输入端（即翅片管束31的进汽端）低于二次换热单元3的输出端（即翅片管束31的抽汽端）。
40.如图1所示，所述二次换热单元3包括两个，两个所述二次换热单元3相对设置且分别布置在两凝汽部件的上方，两二次换热单元3上的两进汽口321分别与两凝汽部件上的两不凝汽输出口231相连通。
41.为了能够更好的理解本实施例，本实施例在以下条件下进行运行为例进行说明：输入蒸汽温度为60℃、空气入口温度为37℃，空气入口空气含湿量为0.0234kg/kg，此时空气相对湿度为55％；这里的空气入口指的是进风侧11。
42.如图8所示，展示的是空气饱和曲线与温度和含湿量的关系，处于饱和曲线上方的区域则为白雾区，即会形成白雾；处于饱和曲线下方区域则为无雾区，在该区域几乎无白雾产生。
43.工作时，将60℃的蒸汽通过蒸汽入口221排入凝汽部件中的换热管束21中，并向换热管束21进行喷淋，如此换热管束21内的部分蒸汽会冷凝形成冷凝水，还有一部分不凝蒸汽会通过不凝汽输出口231排入二次换热单元3内，以进行二次换热冷凝，蒸汽在二次换热单元3内流动的过程中，在风机121的驱动下，干空气从进风侧11进入壳体1内并向出风侧12流动；当干空气流经换热管束21时，干空气与换热管束21内的蒸汽实现热交换并升温，由于此时干空气与喷淋系统喷淋出的喷淋水相接触，会由干空气变换为湿空气，空气在出换热管束21时所测得的空气温度为43.34℃，含湿量为0.067kg/kg，相对湿度则为100%，如此空气便处于饱和状态，如图所示，此时便处于基本处于白雾区范围，如果直接排放，则会在出风侧12形成大量白雾。
44.当空气出换热管束21后继续上升流经翅片管束31时，会与翅片管束31内的蒸汽发生热交换，通过二者的热交换，一来使翅片管束31内的蒸汽进行冷凝，二来空气会在热交换后进行升温，空气在出翅片管束31时所测得空气温度为53℃，含湿量为0.067kg/kg，相对湿
度则为54%，由图8所示可知，在空气温度为53℃，含湿量为0.067kg/kg时，处于饱和曲线的下方位置，即无雾区，空气处于非饱和状态，如此便使得最终形成的白雾较少，在出风侧12几乎无白雾现象。
45.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

技术特征：
1.一种复合式v型蒸发式空冷凝汽器，其特征在于，包括：壳体，所述壳体具有进风侧和出风侧，所述壳体的出风侧设有风机；凝汽单元，设于进风侧和出风侧之间用于冷凝蒸汽，包括两相对设置的凝汽部件，所述凝汽部件包括换热管束和不凝汽输出口，所述不凝汽输出口用于输出由换热管束输出的不凝蒸汽；二次换热单元，设于凝汽单元上方，具有进汽口和抽汽口，所述二次换热单元的进汽口与不凝汽输出口相连通，不凝汽输出口输出的不凝蒸汽经进汽口流入二次换热单元内，以与从二次换热单元外部通过的空气实现热交换；喷淋系统，至少部分设于凝汽单元和二次换热单元之间，用以朝向换热管束进行喷淋。2.根据权利要求1所述的一种复合式v型蒸发式空冷凝汽器，其特征在于，所述二次换热单元包括由若干空冷翅片管构成的翅片管束；所述空冷翅片管包括管体和设于管体外壁上的翅片。3.根据权利要求2所述的一种复合式v型蒸发式空冷凝汽器，其特征在于，所述管体为扁管结构，所述翅片分布在管体两侧的宽面上。4.根据权利要求2所述的一种复合式v型蒸发式空冷凝汽器，其特征在于，所述二次换热单元还包括前室和后室，所述翅片管束设于前室和后室之间以连通二者；所述进汽口设于前室，所述抽汽口设于后室。5.根据权利要求1所述的一种复合式v型蒸发式空冷凝汽器，其特征在于，所述二次换热单元包括两个，两个所述二次换热单元相对设置且分别布置在两凝汽部件的上方，两二次换热单元上的两进汽口分别与两凝汽部件上的两不凝汽输出口相连通。6.根据权利要求1所述的一种复合式v型蒸发式空冷凝汽器，其特征在于，两所述凝汽部件均倾斜设置，且换热管束的输出端低于换热管束的输入端；和/或，所述二次换热单元倾斜设置，所述二次换热单元的输入端低于二次换热单元的输出端。7.根据权利要求1所述的一种复合式v型蒸发式空冷凝汽器，其特征在于，所述凝汽部件还包括进汽室和凝结水室，所述换热管束设置在进汽室和凝结水室之间以连通二者；所述不凝汽输出口设于凝结水室；所述进汽室具有蒸汽入口。8.根据权利要求7所述的一种复合式v型蒸发式空冷凝汽器，其特征在于，所述换热管束在高度方向上依次分布形成若干层，在凝结水室中，相邻两层换热管束之间均设有导流结构，所述导流结构用于将相邻两层换热管束中，位于上层的换热管束输出的冷凝水向侧方导出。9.根据权利要求8所述的一种复合式v型蒸发式空冷凝汽器，其特征在于，所述导流结构包括导流板，所述导流板一端固定在凝结水室靠近换热管束一侧的侧壁上，另一端向远离换热管束一侧延伸。10.根据权利要求7所述的一种复合式v型蒸发式空冷凝汽器，其特征在于，所述凝结水室的底部具有用于排出冷凝水的排水口，所述排水口上连接有密封管路，其中所述密封管路至少包括一段下凹的弯管段。

技术总结
本发明涉及凝汽器技术领域，具体涉及一种复合式V型蒸发式空冷凝汽器，包括：壳体，所述壳体具有进风侧和出风侧，所述壳体的出风侧设有风机；凝汽单元，设于进风侧和出风侧之间用于冷凝蒸汽，包括两相对设置的凝汽部件，所述凝汽部件包括换热管束和不凝汽输出口，所述不凝汽输出口用于输出由换热管束输出的不凝蒸汽；二次换热单元，设于凝汽单元上方，具有进汽口和抽汽口，所述二次换热单元的进汽口与不凝汽输出口相连通，不凝汽输出口输出的不凝蒸汽经进汽口流入二次换热单元内，以与从二次换热单元外部通过的空气实现热交换。本发明能够有效降低冻管问题和白雾现象。效降低冻管问题和白雾现象。效降低冻管问题和白雾现象。


技术研发人员：楼建铭 冯宾 陈琪 杜徐超 许晨 孙雨晴 孙坚波 赵维栋 杜新华 戚云丰
受保护的技术使用者：杭州国能汽轮工程有限公司
技术研发日：2022.04.21
技术公布日：2022/5/25