[发明专利]冷凝含不凝气体蒸汽的换热器

说明书

本发明涉及一种将含不凝气体蒸汽冷凝的改进换热器，使用这种换热器的方法，以及使用这种换热器的动力设备。

在许多工业用途中，需要使用换热器将含不凝气体的蒸汽冷凝或冷却。这种用途的实例有动力设备的冷凝器，特别是使用有机工作流体的动力设备，炼油厂的冷却器等等。在任何情况下，不凝气体的排放很重要，以防这种气体在换热器表面上积累，这种积累情况对在有累积表面上的传热有不利的影响。

如为气冷式换热器，其类型为有若干换热器，组织成若干垂直相间的管束，与接受蒸汽及不凝气体的入口集管连接（下文中称为“上述”换热器），冷却换热器管的空气的温度，随着其在管周围通过并从相继的管束中通过而增高。一般来说，空气垂直上升，最冷的空气与最低的管束接触，最热的空气与最高的管束接触。因此，每一管束中的温度和压力都不相同，人们已经发现，在蒸汽与冷凝液的流动中发生扰动，尤其当冷凝蒸汽重于蒸汽中的不凝气体时。这种扰动对冷凝器的工作性能有不利影响，并经常不规律地影响换热器的效率。

兰金循环动力设备的冷凝器使用有机工作流体，传统上设置有上述类型的换热器，其一个或多个管束相对于水平面倾斜，换热器管的一端与入口集管的一端连接，每一管的另一端，和位置高于入口集管的收集集管连接。在此方式中，每一管束的蒸汽，在其管中向上流动，接触每一管的内上部，蒸汽与管外空气间换热产生的冷凝物向下流，与每一管的内下部接触。放入冷凝器的蒸汽中的不凝气体，比同温度及同压力的气化有机工作流体轻，在位于系统最高点上的收集集管的顶部收集。这些不凝气体可从收集集管中排出;但每一管束中的压力差，似乎于扰不凝气的流动，因此不凝气体不能全部排出，一部分退回系统中，对冷凝器的传热性能起有害的影响。

本发明的一个目的，是提出一种改进的新换热器，它克服先有技术领域上述类型换热器的上述缺点。

本发明的冷凝含不凝气体的换热器，有一个入口集管，接受该蒸汽及不凝气体，和若干换热器管，最好组成若干有垂直向间距的管束。每一管的一端与入口集管连接，平行接受蒸汽和不凝气体;管束中每一管的另一端，最好和与一个管束相关的一个单独的集管连接，这管束的位置，高于管子与入口集管连接的端部的高度。在入口集管中设置一个冷凝物出口。每一单独的集管中设置排气装置，将其不凝气体向大气排放。因此，管束最好与水平面倾斜，而单独的集管高于入口集管。

每一管束设单独的集管，可防管束相互间的压力平衡，从而可防回流和在管束中造成不凝气体袋。当管束与水平面倾斜时，单独的集管高于入口集管，管束中的不凝气体迅速上升，进入与管束相连的单独集管，尤其当气体比蒸汽轻时。这样当冷凝物向下流入入口集管时，使不凝气体易于排放。

当管子用空气冷却时，可设置增强装置，增强管外空气与管内蒸汽及不凝气体间的传热。增强装置可有该各管外部上的翅片，和/或鼓风装置，将空气从管上吹过，最好从最低管束中的管子的下方向上吹送。

最好将入口集管垂直放置，各管束在沿垂直方向偏移的位置上连接。否则，也可作为补充，将单独的集管上下迭放，并由外壳及内隔板构成。

本发明还包括一个动力设备，其中包括一个锅炉，将液体工质蒸发，成为气化工质，一个涡轮发电机随气化工质反应，产生功率及热量耗尽的气化工质，一个冷凝器随低热量的气化工质反应，将其凝结，产生凝结工质，送回锅炉内。冷凝器有一个入口集管，接受热量耗尽的工质，和其中的不凝气体，有若干与水平面倾斜的换热器管，最好布置在若干有垂直间距的管束中，并最好每一单独的集管与每一管束相连。每一管的一端与入口集管连接，平行接受热量耗尽的工质（蒸汽与不凝气体），管束中每一管的另一端，最好和单独的集管连接，单独集管在高于管子与入口集管连接的端部的高度上与管束相关。在入口集管中设一个冷凝物的出口，每一单独集管中设排气装置，将其中的不凝气体向大气排放。

最后，本发明包括一种将不凝气体与气化工质分离的方法。该方法包括将气化工质及不凝气体送入入口集管，若干与水平面倾斜，并在若干有垂直间距的管束中配置的换热器管，与入口集管连接，每一管的一端与入口集管连接，平行接受该蒸汽及该不凝气体。本发明的方法最好还包括将管束中每一管子的另一端，和与每一管束相关的一个单独集管连接，管束的高度高于管子与入口集管连接的端部的高度，将每一单独集管向大气排气。

本发明的一个实施方案在附图中示出，附图内容如下：

图1概略示意本发明的显示有机工质兰金循环动力设备，并有本发明的冷凝器的局部侧剖视图;

图2为图1中所示冷凝器的俯视图。