[实用新型]蒸汽冷凝异形翅片管

说明书

技术领域

本实用新型属于热交换领域，特别涉及以空气为冷却介质的汽轮机排汽空冷凝汽的翅片管结构。

背景技术

现行的空冷器的翅片管，通常为直线形的翅片管，垂直穿入管板上的管后，焊接在管板的另一侧。

如蒸汽分配管竖直布置时，若冷凝蒸汽的翅片管仍然采用传统的与竖直管板垂直组合时，冷凝蒸汽的翅片管将处于水平布置状态，而翅片管处于水平状态会使冷凝液的流出速率大大降低，不仅占据冷凝蒸汽的流通截面，在冬天，还易冻结在管内，造成堵管。

蒸汽分配管竖直布置时，将冷凝蒸汽的翅片管采用与竖直的管板倾斜组合，冷凝蒸汽的翅片管将处于非水平布置状态，这有利于蒸汽冷凝液的流出，冷凝液不会占据冷凝蒸汽的流通截面，在冬天，也不易冻结堵管。

但当凝蒸汽的翅片管与竖直的管板采用较大的角度如30度倾斜组合时，不仅大角度倾斜的管孔加工成本会升高；倾斜的管孔与倾斜穿入的管子与管板的胀管变得十分困难；同时焊缝长度明显增加；焊接难度加大，焊缝泄漏的可能增加；还会因倾斜的管孔，使蒸汽在分配管的流动方向与，进入翅片管的流动方向之间的角度大于90度，有时会达到100至150度之多，蒸汽运动方向急速变化，引起过大的阻力降。

再则是，这种直线形的翅片管当与管板无论是垂直组合还是倾斜组合后，当环境温度低达零下20～30℃，甚至更低，在开车通入蒸汽介质时，翅片管在很短的时间内温度升高达100℃左右的线膨胀，使翅片管在短时间内增长数毫米甚至数十毫米，其膨胀力直接作用于焊缝上，极易造成焊缝开裂并引起泄漏事故。

实用新型内容

鉴于现行直线形翅片管与竖直管板垂直组合时，翅片管成水平状态，不利于凝结液的流出；直线形翅片管与竖直管板倾斜组合时，带来的加工组焊难度；被冷介质进入翅片管的急速转弯阻力加大；直线形翅片管其膨胀力直接作用于焊缝上，极易造成焊缝开裂，这几方面的不足，本实用新型采用以下方案予以解决。

将直线形翅片管加工生产成为如附图2所示的结构，即由中间直管段和其两端的弧形段组成的翅片管，两端的弧形段弯曲方向互成180度，弧形段半径R为5～30倍基管直径d，弧形段圆心夹角a为5～60度，弧形段长度为3～10倍基管直径d，直管段长b为0.5～12米。弧形段的圆心夹角实际上就是本实用新型的直管段与竖直管板的夹角。在工厂将直线形翅片管的管端加工成弧形相对比较简单方便。

采用本实用新型的带来积极效果是：

将翅片管加工成附图2所示的结构后，在与竖直的管板组焊后，翅片管端部与竖直的管板保持了垂直组合，①不仅保持了垂直组合的胀管工艺的简单容易；②同时保证了管孔加工、组合焊接的低成本下的质量；③使总长90％以上的翅片管处于倾斜状态，有利于冷凝液的流出；又使翅片管在运行时的温差应力不直接作用于管孔与翅片管端的焊缝上，有利于空冷器的长周期安全运行；④还使被冷介质由分配管进入翅片管的阻力不会因翅片管倾斜布置而增加。在本实用新型用于蒸汽冷凝时，蒸汽进入翅片管流量不出翅片管大10倍左右，速相对流速每秒十米以上，甚至高达每秒50～70米，少量的冷凝液在类似水平的弧形段，极易被气流介质冲入直管段；在出口弧形段冷凝的少量液体，由于大量凝结液在倾斜直管段的重力加速下的快速流动，也极易被冲出翅片管，而不会在出口冻结。

附图说明

图1为现行直线形翅片管；

图2为本实用新型翅片管；

图中：a 为管端弧形段对应的圆心夹角；

b 直管段长度；

d 基管直径；

R 弧形段对应的半径值。

具体实施方式

将直线形翅片管加工生产成由中间直管段和其两端的弧形段组成的翅片管：即两端的弧形段弯曲方向互成180度；弧形段半径R为12倍基管直径25，即300mm；弧形段圆心夹角a为20度；弧形段长度为4倍基管直径25，即100mm；直管段长b为3米。

将上述结构的若干翅片管与竖直的管板组合后，用于电厂汽轮机乏汽的冷凝，即成为具有竖直迎风面的空冷散热器，而翅片管在竖直迎风面中又与竖直管板成倾斜布置，这样的总体结构，既有利于翅片管内蒸汽的冷凝流出，又有利于空冷器立式布置时的水平进风。从而在优化空冷器结构的同时，降低了空冷器的制造成本和运行能耗。