[实用新型]顺逆流互补全平衡组合式翅片管

说明书

技术领域

本实用新型涉及热交换设备中的换热部件，具体为一种顺逆流互补全平衡组合式翅片管。

背景技术

目前翅片管广泛用于冶金、化工、电站等各种工业以及科研和民用等领域，翅片管是直接空冷换热设备的核心部件。现有翅片管的结构由单一基管和固定在基管表面的翅片构成，其中基管可为多种截面形状，一般为圆形、椭圆或扁形；翅片为多种形式、任意形状的片状结构，作用是增加基管的表面积；一般为金属材料，利用金属导热系数高的特点，提高换热效率。单层或多层翅片管平行排列，在基管两端分别使用集合管箱将基管的两端连通构成换热单元——管束，能满足换热要求的多个管束组合就是空冷换热设备。空冷换热设备通过将空气流过翅片管外侧，使基管内部的液体或气体介质进行冷却或冷凝。由于采用翅片管空气冷却方式可以节约大量水资源，目前电站的冷却设备普遍采用以翅片管为主要换热部件的直接空冷系统，可以节水90％以上。翅片管的结构形式、材质及布置方式，对换热效率起着主要作用，换热领域尤其在基管内为中低压(包括负压)的空气冷却/冷凝换热方面，大量采用非圆形截面基管，基管采用大截面扁管具有内部截面大、介质流通阻力低、管外空气阻力低、抗冻变形能力强、易清洗等优点；翅片管的布置方式则趋向于由多排小截面向单排大截面方向发展，尤其是电站的直接空气冷却设备已经普遍采用以单排大扁管为基管的翅片管组成管束的布置方式。

换热设备(尤其负压设备)在运行过程中，由于多种原因(例如，微量泄漏)，基管内的液体或气体介质会带入一些非介质不凝气体，非介质不凝气体在管束内会不断积累，越来越多。因此需要设置不凝气体排出装置，一般是在管束介质流出端设置逆流管束起到不凝气体的分离作用，并在逆流管束的集合管箱处连接不凝气体排出装置，将非介质不凝气体排出，否则，不断积累的非介质不凝气体会占据管束内部的部分空间，减小了有效换热面积，且对管束内的介质流动产生阻力，影响换热效率；甚至当非介质不凝气体积累到一定压力时会沿基管逆流而上，破坏换热系统循环稳定平衡。由于现有换热设备上的翅片管均是单基管构造，目前的空气冷却/冷凝换热设备(尤其基管内真空负压下工作的设备)都会依据传统的顺逆流理论布置翅片管管束。由于结构限制及成本的考虑，一般采用顺流管束(冷却/冷凝后介质的流向与介质流入方向相同的管束)和逆流管束(冷却/冷凝后介质的流向与介质流入方向相反的管束)分区域并列布置方式，其中各顺流管束介质流出端集合管箱与逆流管束流入端集合管箱之间相互连通。顺流管束内积累的非介质不凝气体可通过连通部位进入逆流管束，并在逆流管束的未端排出。但这种布置方式主要存在以下不足：

1.提高换热系统循环稳定平衡，是设置逆流管束的主要作用之一。但由于顺流和逆流管束分区域并列布置，存在顺流管束相对逆流管束位置远近不同，并且通过顺流和逆流管束端部的集合管箱连通，使顺流管束相对逆流管束的流通阻力不均衡，难以做到更好的压力平衡，不平衡性可达5％以上。另外，使非介质不凝气体流向逆流管束部分的压力不平衡，且流通阻力过大，无法做到高效均匀的排出不凝气体，造成介质在顺流和逆流之间的流通阻力很大，从而，使逆流对顺流不能完全达到良好的平衡作用，加重了偏流现象(即同一截面位置各基管内介质流速不均匀的现象)。也使换热效率降低。

2、在稳定运行的情况下，由于逆流管束并列布置在换热过程的末端，使部分逆流管束不参加换热。从而降低了整体换热效率，增加设备成本投入。

3、提高防冻能力也是设置逆流的主要作用之一。目前的顺流和逆流管束分区域并列布置方式，虽然整体提高了设备的防冻能力。但是，当工作在冰点以下环境时，逆流管束末端，局部却极易发生冻堵现象，从而影响正常运行及造成设备损坏。

发明内容

本实用新型为了解决由于现有翅片管为单基管构造，因而在解决换热设备顺逆流平衡时所存在的问题，提供一种顺逆流互补全平衡组合式翅片管。