[发明专利]双螺旋水流筒式高效冷却器

说明书

技术领域

本发明属机械工程类的热交换介质不直接接触的热交换设备，具体涉及火力发电厂热力系统中高温水和蒸汽在线取样分析装置用的筒式冷却装置。

背景技术

在火力发电的热力系统中，工作介质--高温高压水和蒸汽的品质直接影响热机的安全性能。因此，对高温高压水和蒸汽取样进行在线连续分析、监测是不可缺少的。如果直接将高温高压水和蒸汽引入在线仪表是不现实的，通常必须先将水和蒸汽的温度、压力、流量降至分析监测仪表正常工作允许的条件下进行。

冷却器作为系统降温设备，其换热效率直接影响高温高压水和蒸汽在线取样分析监测装置的性能。目前用于火力发电厂热力系统中，在线取样分析监测装置用的冷却装置主要有筒式冷却器和双套管式冷却器两种。中国专利94年2月23日曾公告了一种筒式高效螺旋管流冷却器(CN1082705A，92107667.3)，其主要结构和原理为：筒体与内套构成密闭环形腔体结构，环形腔内设有螺旋管，螺旋管两端从腔内伸出，冷却水的进水管设在环形腔下部的切线方向上，出水管设在环形腔上部的切线方向上，进水管与环形腔和出水管构成的环流通道与螺旋管的旋向相同，环形腔自下而上为容积收敛。工作时，螺旋管接样水(高温高压水和蒸汽)，冷却水沿进水管进入，出水管流出，在环形腔内形成自下而上与螺旋管内水和蒸汽流动方向相反的螺旋管流，使样水(高温高压水和蒸汽)降温。上述技术方案与原始的自然对流式筒式冷却器相比无疑，冷却效果更好。但随着形势发展，火力发电厂机组容量越来越大，对冷却器的换热效率要求也越来越高，上述技术方案为进一步提高换热效率，增大换热面积，就只能将螺旋管设计得更长，使螺旋管的螺距越来越小，即螺旋管越绕越密(现一般螺旋外径为10mm，而螺距仅11mm)。在实际使用中，绕密后的螺旋管就像一隔墙一样阻碍了螺旋管内侧和外侧的冷却水的流通，就导致冷却水仅在螺旋管的外侧空间中螺旋流动，而螺旋管内侧空间的冷却水流动速度慢甚至不流动，导致螺旋管内侧表面换热效率很差，即浪费了螺旋管的内侧表面，最终限制了换热效率的进一步提高。

因此如何改进上述现有的筒式冷却器结构，进一步提高换热效率，便成了本行业设计研究人员十分关心的问题。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的螺旋管内侧冷却水螺旋流动效果不佳，导致换热效率不高的技术问题，提供了一种新型的样水螺旋形流动，而冷却水也螺旋形流动的双螺旋水流筒式高效冷却器。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种双螺旋水流筒式高效冷却器，包括密闭的筒体、置于该筒体内中央处的封闭式内套、置于筒体内且套在内套外的螺旋管，所述螺旋管的两端从筒体内伸出，冷却水出水管设在筒体上部，其创造性在于：

所述筒体内底部在螺旋管的下方设有旋流发生装置，该旋流发生装置主要由外导流套、内导流套、环形隔板及封口板构成；

所述外导流套为一套环，它同轴心置于筒体内，以此外导流套与筒体壁间形成一外环导向空间，该外环导向空间上方开口对应于螺旋管外侧的空间；所述外导流套底部壁面上沿周向均布导流孔，这些导流孔在周向上以其中心延长线未通过轴心的涡旋方向设置；

所述内导流套也为一套环，它同轴心置于外导流套内，内导流套底部和外导流套之间以环形隔板密封连接，该环形隔板水平位置高于外导流套的导流孔的水平位置，以此内导流套与外导流套之间形成一内环导向空间，该内环导向空间上方开口对应于螺旋管内侧的空间；所述内导流套壁面上，在高于环形隔板的水平位置沿周向均布有导流孔，这些导流孔在周向上以其中心延长线未通过轴心的涡旋方向设置，这些导流孔的涡旋旋向与外导流套的导流孔的涡旋旋向一致；

并且，所述内导流套的内部或上端端口处密封连接有封口板，该封口板的水平位置高于内导流套的导流孔的水平位置，以此在外导流套和内导流套的内腔底部形成密闭的进水腔，该进水腔一端连通冷却水进水管，另一端分别经内导流套和外导流套上的各导流孔与内环导向空间、外环导向空间连通。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述“这些导流孔在周向上以其中心延长线未通过轴心的涡旋方向设置”是指：各导流孔是中心延长线不通过轴心的偏置的斜向孔，并且这些孔在周向上均是朝同一旋向偏置，形成涡旋。至于导流孔偏置的较佳范围为：各导流孔的中心线与切线方向的夹角为30°～50°，最佳为：各导流孔的中心线与切线方向的夹角为45 °。导流为45°好加工，导流效果也较佳。