[发明专利]一种适用于深海高压的环形蒸汽冷凝器及其工作方法

说明书

本发明公开了一种适用于深海高压的环形蒸汽冷凝器，包括环形板束体、蒸汽侧环形翅片板束、海水侧环形翅片板束，蒸汽侧环形翅片板束和海水侧环形翅片板束层层叠置构成一个整体置于环形板束体内部，环形板束体的一端面上设有蒸汽入口及海水入口，另一端面上设有海水出口及蒸汽冷凝液出口，蒸汽入口与海水入口、海水出口与蒸汽冷凝液出口分别关于环形板束体的中轴线相对布置，且四者均与环形板束体的内部连通，并提供了其工作方法。本发明可以适应深海高压环境，不仅传热高效、结构紧凑、耐压可靠，而且特别适用于空间有限、空间布置及接管位置要求严苛的深海设备平台。

技术领域

本发明涉及一种冷凝器，尤其是涉及一种适用于深海高压的环形蒸汽冷凝器及其工作方法。

背景技术

目前，板翅式冷凝器根据设计压力不同，分为低压(0.1Mpa～1.6Mpa)、中压(1.6Mpa～10.0Mpa)和高压(10.0Mpa～100.0Mpa)冷凝器。板翅式冷凝器的承压能力取决于翅片材料、类型、规格及钎焊工艺。现有翅片类型有锯齿形、平直形、多孔形等。而传统板翅式冷凝器材料主要包括不锈钢、铝合金及钛合金等。

目前，中、高压板翅式冷凝器是大型、特大型空分设备中重要一环，也是深海浮潜器、深海空间站等用来实现主机冷却的重要设备。例如在蒸汽动力潜艇中，就需要结构紧凑、耐高压、耐腐蚀、易排液的高压冷凝器实现蒸汽与深海海水的热交换。而在深海设备平台中，由于空间、耐压及管路布置等限制，常不能像在陆基上采用立方体结构的冷凝器，而需要将冷凝器设计布置成内中空环形结构。因此，针对换热空间紧凑且进出口流体接管位置固定、流股压差巨大导致板束间压应力大、海水电化学腐蚀严重等问题，以及蒸汽侧需及时排液防止憋压、控制流体速度及扰动从而避免过大噪音的深海高压环境等要求，急需一款适应性更强的冷凝器。

发明内容

发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种适用于深海高压的环形蒸汽冷凝器，为在深海高压领域提供一种可靠且稳定的冷凝器，不仅满足现有需求，也更为轻质和高效。并提供了其工作方法。

技术方案：一种适用于深海高压的环形蒸汽冷凝器，包括环形板束体、蒸汽侧环形翅片板束、海水侧环形翅片板束，蒸汽侧环形翅片板束和海水侧环形翅片板束层层叠置构成一个整体置于环形板束体内部，环形板束体的一端面上设有蒸汽入口及海水入口，另一端面上设有海水出口及蒸汽冷凝液出口，蒸汽入口与海水入口、海水出口与蒸汽冷凝液出口分别关于环形板束体的中轴线相对布置，且四者均与环形板束体的内部连通。

进一步的，蒸汽入口包括蒸汽入口接管一、蒸汽入口接管二，两者水平间隔设置且一端部分别与环形板束体一端面连通；海水入口包括海水入口接管一、海水入口接管二，两者水平间隔设置且一端部分别与环形板束体一端面连通；海水出口包括海水出口接管一、海水出口接管二，两者水平间隔设置且一端部分别与环形板束体另一端面连通；蒸汽冷凝液出口包括蒸汽冷凝液出口接管，其一端部与环形板束体另一端面连通，蒸汽入口接管一、蒸汽入口接管二、海水出口接管一、海水出口接管二在环形板束体上位于其同一方，海水入口接管一、海水入口接管二、蒸汽冷凝液出口接管在环形板束体上位于其相对同另一方。

进一步的，蒸汽侧环形翅片板束的板面为对称结构，其上包括对称的一对导流翅片、一对环向波纹翅片一，两个导流翅片一侧边通过厚型金属隔板一连接，相对另一侧边分别与一个环向波纹翅片一的一侧面一体成型连接，两个环向波纹翅片一的另一侧边一体成型连接，一对导流翅片上分别开设有对称的蒸汽入口分配腔、海水出口接管空腔，两个环向波纹翅片一的互连处开设有对称的两个海水入口接管空腔，两者之间还开设有一个蒸汽冷凝液出口分配腔。