[发明专利]给安装状态下的冷凝器涂装憎水的涂层

说明书

技术领域

本发明涉及一种用来制造用于热机设备的冷凝器的方法以及用于热机设备的冷凝器。本发明还涉及一种给安装状态下的冷凝器管涂装憎水的涂层的装置。

背景技术

在蒸汽轮机中利用水蒸汽的总焓将一种热能(例如核能、煤炭或其它能量载体)转变成机械能。在蒸汽生成器中将一种液态工作介质(例如水)生成蒸汽后供应给涡轮机。在涡轮机中利用蒸汽的焓差产生机械能。在涡轮机后面布置冷凝器或蒸汽冷凝器，以便使水蒸汽等压冷凝。

已知蒸汽轮机设备的表面冷凝器有冷凝蒸汽的作用，所述表面冷凝器具有多个没有涂层的冷凝器管。在填充有冷却工作介质的冷凝器管上通常会发生膜状冷凝，使得蒸汽转变为液态。

还可以给冷凝器管涂装憎水的涂层，以实现从膜状冷凝转变为滴状冷凝。借助滴状冷凝可以增强热传递，从而将热传递系数增加大约20％。这又会改善冷凝器的效率(较小的端温差)，或者在端温差相同的情况下降低成本、减小结构空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种效率改善的冷凝器。

利用独立权利要求所述的特征、尤其是一种用来制造用于热机设备的冷凝器的方法、一种给已装入的冷凝器管涂装憎水的涂层的装置、以及一种用于热机设备的冷凝器，即可实现这一目的。

按照本发明的第一种实施例，描述一种用来制造用于热机设备的冷凝器的方法。将冷凝器管安装在冷凝器的冷凝器管束的支架中。给安装后的冷凝器管涂装憎水的涂层。

按照另一种实施例，提供一种根据上述制造方法给所安装的冷凝器管涂装憎水的涂层的装置。该装置具有用来给所安装的冷凝器管涂装憎水的涂层的喷头。

按照本发明的另一种实施例，提供一种用于热机设备的冷凝器。利用上述方法制造所述的冷凝器。该冷凝器具有安装有冷凝器管的支架，且所安装的冷凝器管具有憎水的涂层。

所谓“冷凝器管束”指的是一根冷凝器管或者多个冷凝器管，这些冷凝器管相隔一定间距固定在支架(冷凝器管支架)中构成冷凝器管单元或者冷凝器管束。待冷却的水蒸汽可以(例如)喷向冷凝器管束，使得水蒸汽能够经由冷凝器管束流过各个冷凝器管。此外还可适当构造支架，让各个冷凝器管相隔一定的间距，使得水蒸汽可以在冷凝器管之间流过，并且可以通过冷凝器管将其冷却。例如支架可以由管板和支撑壁构成，其具有可以用来固定各个管子的安装孔和容纳单元。

所谓“憎水”以及“憎水的涂层”指的是具有憎水特性、或者可以发生滴状冷凝的表面。此外，以下所述的“憎水的涂层”同样也指具有憎油效应的涂层。憎水的涂层具有大于90°的液滴接触角。憎水的涂层的接触角可以达到130°。利用结构化表面可以实现接触角大于130°或者大于160°(度)的超憎水效应(例如荷叶效应)。接触角的定义是涂层表面和液滴与部件表面接触点处的液滴切向矢量之间的角度。当接触角大于90°时，水滴表面就会形成液滴形状，因此可在接触角大于90°时形成滴状冷凝。

通常在装入到支架中之前对冷凝器管进行涂装，完成涂装之后将其插入到冷凝器管束的支架中。但在插入或安装经过涂装的冷凝器管时可能会损伤憎水的涂层。憎水的涂层具有敏感的特性，耐磨性很小，在安装过程中损伤冷凝器管憎水的涂层的风险很高。因此特别希望能够给冷凝器管涂装超憎水的涂层(例如具有“荷叶效应”的涂层)，这类超憎水的涂层特别容易受到机械负荷的影响，因此随后在安装经过涂装的冷凝器管时会引起很高的涂层受损风险。除了在插入冷凝器管时可能会损伤涂层之外，将冷凝器管固定在冷凝器管束的支架上时同样也有可能损伤涂层。例如将冷凝器管焊接在支架上，就有可能损伤憎水的涂层。此外还需要很高的维护费用换装经过憎水的涂装的冷凝器管，维护及装调时间很长。

可利用本发明所述的制造方法将憎水的涂层涂装到已装入的冷凝器管上。换句话说，是将憎水的涂层涂装到已经固定在冷凝器管束中的冷凝器管上。这样就可以在一次涂层操作过程中对正在生产的冷凝器管进行处理，从而能够以一道工序给冷凝器的冷凝器管涂装憎水的涂层，如此可以减少生产时间花费。此外在今后维护冷凝器管时还可更新憎水的涂层，不必拆下各个冷凝器管。