[实用新型]旋、涡高效筒式冷却器

说明书

本实用新型涉及一种采用不直接接触的热交换方式，对高温高压流体介质进行高效降温的冷却装置，具体涉及火力发电厂热力系统中高温高压水和蒸汽在线取样分析监测装置用的冷却装置。

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，保证水和蒸汽的品质，以防锅炉、汽包和热机等热力设备腐蚀、结垢，从而确保系统安全运行则不可缺少的。如果把高温高压水和蒸汽直接引入在线分析监测仪表，就目前而论是无法忍受的。必须将水和蒸汽的温度、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93年3月24日曾公告了一种筒式高效螺旋管流冷却器(CN2128728Y,92218311.2)，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，使高温水和蒸汽降温。上述技术方案在筒式冷却器的发展过程中，无疑在当时，对提高筒式冷却器效率方面特别与自然对流式筒式冷却器相比起到了积极作用，但随着形势发展，火力发电厂小容量机组(50MW及其以下)逐渐淘汰，而大容量机组对在线取样分析监测装置的要求愈来愈高，取样路数以及每路中所带表计也更多，采用现有筒式冷却器作为系统降温设备，由于换热效率低、积体大，数量多，必然导致：1、冷却器数量增多，成本骤增；2、在线取样分析监测装置管路复杂，连接点和焊接点增多，泄漏的隐患增大；3、在线取样分析监测装置长度明显增加，结构庞大，烘漆设备能力不足，场地面积大等一系列问题。因此如何改进现有筒式冷却器结构，提高换热效率，便成了顾客和许多生产厂商以及研究人员十分关心的问题。

本实用新型目的是提供一种热交换效率高，且体积小的旋、涡高效筒式冷却器。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种旋、涡高效筒式冷却器，包括内筒、外筒、螺旋管、冷却水进水口以及冷却水出水口，螺旋管的两个端口中一个为取样水进口，另一个为取样水出口，内筒置于外筒之中构成一个中心的柱形腔、一个围绕中心的环形腔和设在两腔顶部的连通腔，环形腔与柱形腔通过连通腔并经内筒顶部的敝口连通，环形腔、连通腔和柱形腔组成一个封闭的冷却水通道；冷却水进水口设在环形腔底部切线方向上，冷却水出水口设在柱形腔底部；所述螺旋管由内螺旋管和外螺旋管串联构成，内螺旋管插入柱形腔底部自下而上呈螺旋状排列至顶部，然后转为外螺旋管伸入环形腔顶部自上而下呈螺旋状排列至底部，并从环形腔底部伸出，内螺旋管插入端口为取样水进口，外螺旋管伸出端口为取样水出口。

上述技术方案中，所述“柱形腔”是指内筒筒壁所包络的一段柱形空间。所述“环形腔”是指外筒与内筒筒壁之间截面为环形的一段空间。所述“连通腔”是指环形腔通道与柱形腔通道之间的连通空间，其位置设在柱形腔和环形腔顶端，并由封闭的外筒顶部(内筒筒顶以上部分)空间形成。所述“环形腔、连通腔和柱形腔组成一个封闭的冷却水通道”，含意之一：指出了冷却水通道的组成；含意之二：说明了通道为一个封闭结构。所述封闭结构可以这样形成：在外筒与内筒构成的双套筒结构中，外筒筒壁自然成为冷却器周向的封闭结构，外筒顶部封闭，内筒顶部敝开，且低于外筒顶部，外筒和内筒底部通过法兰连接封闭，这里外筒和内筒的底部在高度方向上有三种可能，即在一个平面上；外筒底高，内筒底低；外筒底低，内筒底高。所述柱形腔顶部的螺旋管跨过内筒顶部的敝口伸入环形腔，也可以为螺旋管从柱形腔顶部直接穿过内筒筒壁伸入环形腔。所述环形腔底部的外螺旋管与内筒外侧之间设有一段隔热套，隔热套上可以设有孔，也可以不设孔，但不设孔时隔热套与环形腔底面间应留有间隙以便使冷却水能够通过间隙进入夹层向上与主流汇合。所述内螺旋管与内筒的筒壁在径向间隔设置；外螺旋管与内筒和外筒的筒壁在径向间隔设置。