空气凝汽器的减阻基管翅片管束制造技术

本发明专利技术属于强化传热技术领域，涉及一种空气凝汽器的减阻基管翅片管束，减阻基管为横向冷却空气沿程收缩型和纵向蒸汽沿程扩张型结构，减阻基管前缘和减阻基管后缘均为顶部小于底部的半圆台壁或半椭圆台壁，前缘宽度大于后缘宽度，左右两侧减阻基管侧板均为平板，侧板的底部间距大于或等于顶部间距，侧板间横向夹角α为2°～15°，纵向夹角β为0°～1.5°，垂直固接在左右两侧减阻基管侧板上的翅片为平直翅片、蛇形翅片或波形翅片。本发明专利技术与椭圆扁平基管翅片管束相比，其空气侧阻力系数Cf降低20％以上，减阻基管内侧凝结水更容易脱落，可降低内侧热阻，提高凝汽器换热效率和凝汽器整体性能，适用于工业领域中使用翅片管束的各种凝汽器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于强化传热
，特别涉及一种空气凝汽器的减阻基管翅片管束。
技术介绍
目前火电厂直接空冷技术应用日渐广泛，尤其是在我国三北地区，资源分布不均衡，煤炭资源丰富，而水资源相对贫乏，使湿冷机组的大规模使用受到较大限制，直接空冷机组的应用可在一定程度上使矛盾得到缓解。空冷凝汽器翅片管束作为空冷机组中重要的组成部分，其换热性能直接影响空冷机组的效率。随着工业技术的发展，目前单排翅片管束结构形式主要包括椭圆扁平基管平直翅片管束和椭圆扁平基管蛇形翅片管束，如图IA和图IB所示，其中基管采用的是椭圆扁平基管，其横截面如图IC所示，椭圆扁平基管管壁的前缘和后缘为形状和宽度均相同的半圆筒壁，左右两侧面互相平行，因此冷却空气进出口处气流通道截面积一致。后有学者针对如图ID所示的椭圆扁平基管波形翅片管束进行了相应的研究，结果表明，其换热与平直翅片和蛇形翅片相比有较大幅度的增强，但同时阻力系数也相应有很大提高。因此，需要一种能在保证换热的基础上通过合理的设计使流动阻力降低的减阻基管，可为能大幅增强换热的异型翅片结构的使用奠定基础，提高凝汽器换热效率和凝汽器整体性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决
技术介绍
中所述的提高凝汽器换热效率和凝汽器整体性能的问题，提供一种空气凝汽器的减阻基管翅片管束，减阻基管翅片管束7由减阻基管11 和翅片构成，翅片垂直固接在减阻基管11的左右两侧的减阻基管侧板1103上，冷空气按冷却空气流动方向5的指向进入翅片间的气流通道，蒸汽按蒸汽流动方向6的指向在减阻基管11中从顶部流向底部，其特征在于，减阻基管11为横向收缩型和纵向扩张型的结构， 减阻基管11的管壁由减阻基管前缘1101、减阻基管后缘1102和左右两侧的减阻基管侧板 1103构成，冷却空气流动方向5所指向的管壁为减阻基管前缘1101，减阻基管前缘1101和减阻基管后缘1102均为顶部小于底部的半圆台壁或半椭圆台壁，前缘宽度大于后缘宽度， 左右两侧的减阻基管侧板1103均为平板，左右两侧的减阻基管侧板1103的底部间距大于或等于顶部间距，左侧的减阻基管侧板1103两边分别与减阻基管前缘1101的左边和减阻基管后缘1102的左边密封固接，右侧的减阻基管侧板1103两边分别与减阻基管前缘1101 的右边和减阻基管后缘1102的右边密封固接，左右两侧的减阻基管侧板1103之间有横向夹角α和纵向夹角β。所述减阻基管前缘1101和减阻基管后缘1102均为半圆筒壁。所述横向夹角α的范围为2° 15°，纵向夹角β的范围为0° 1. 5°。所述翅片为平直翅片2、蛇形翅片3或波形翅片4。本专利技术针对凝汽器空气侧流动阻力进行研究，提出的减阻基管为一种横向收缩型和纵向扩张型的基管结构。采用平直翅片、蛇形翅片或波形翅片等不同翅片结构的减阻基管翅片管束，用于空气凝汽器单元。由于基管的半圆台壁或半椭圆台壁的前缘尺寸大后缘尺寸小，可使空气侧流道流通截面积沿程逐渐增大，从而可有效降低空气侧流动压力损失。 经数值模拟验证，本专利技术与前缘和后缘尺寸相同的椭圆扁平基管带有不同翅片结构所构成的翅片管束相比，其空气侧阻力系数Cf降低达20%以上，且前后缘尺寸差别越大，阻力系数降低越大，而对换热影响不大，在2%以内。另一方面，横向收缩型和纵向扩张型的减阻基管可使基管内侧凝结水更容易脱落，而不沿管壁汇聚，可以降低内侧热阻。因此实现了提高凝汽器换热效率和凝汽器整体性能的目的。本专利技术的有益效果为(1)采用横向收缩型减阻基管代替原有翅片管束中的扁平基管，使流道流通面积逐渐增大，降低了空气侧阻力系数Cf ； (2)在保证换热的基础上，使压力损失有所降低，可以为强化换热结构的设计提供更大的空间，尤其是对于波形翅片等异型结构，在原扁平基管的基础上，由于换热增强的同时，流阻也大幅提升，使该种异型翅片结构的使用受到了限制，而异型翅片结构与减阻基管结合使用可得到较好的综合换热效果；C3)从基管内部蒸汽侧考虑，横向收缩形和纵向扩张形的减阻基管可使基管内侧凝结水更容易脱落，而不沿管壁汇聚，从而降低内侧热阻。附图说明图IA为椭圆扁平基管平直翅片管束结构示意图；图IB为椭圆扁平基管蛇形翅片管束结构示意图；图IC为椭圆扁平基管截面示意图；图ID为椭圆扁平基管蛇形翅片管束结构示意图；图2为使用减阻基管翅片管束的空气凝汽器单元示意图；图3为图2中A处减阻基管平直翅片管束结构放大示意图；图4为减阻基管结构示意图；图5为减阻基管横向截面示意图；图6为减阻基管纵向截面示意图；图7为减阻基管蛇形翅片管束结构示意图；图8为减阻基管波形翅片管束结构示意图；图9A为两种基管平直翅片空气侧阻力系数Cf随雷诺数Re变化的数值模拟结果对比；图9B为两种基管蛇形翅片空气侧阻力系数Cf随雷诺数Re变化的数值模拟结果对比；图9C为两种基管波形翅片空气侧阻力系数Cf随雷诺数Re变化的数值模拟结果对比。图中，1-椭圆扁平基管，2-平直翅片，3—蛇形翅片，4一波形翅片，5—冷却空气流动方向，6—蒸汽流动方向，7—减阻基管翅片管束，8—蒸汽管道，9一冷凝水管道， 10-风机，11-减阻基管，1101-减阻基管前缘，1102-减阻基管后缘，1103-减阻基管侧板。具体实施方式下面结合附图及具体实例对本专利技术作进一步说明。本实施例为减阻基管翅片管束用于空气凝汽器单元，示意图如图2所示，2排减阻基管翅片管束7构成“人”字结构，减阻基管翅片管束7的顶部与蒸汽管道8连通，减阻基管翅片管束7的底部与冷凝水管道9连通，风机10置于空气凝汽器单元的底部向两排减阻基管翅片管束7送风，冷却空气流动方向5指向减阻基管翅片管束7。减阻基管翅片管束7 结构局部放大示意图如3所示，减阻基管翅片管束由减阻基管11和平直翅片2构成，平直翅片2垂直固接在减阻基管的左右两侧的减阻基管侧板1103上，冷空气按冷却空气流动方向5的指向进入翅片间的气流通道，蒸汽按蒸汽流动方向6的指向在减阻基管11从顶部流向底部。如图4、图5和图6所示，减阻基管为横向收缩型和纵向扩张型的结构，减阻基管的管壁由减阻基管前缘1101、减阻基管后缘1102和左右两侧的减阻基管侧板1103构成。冷却空气流动方向5所指向的管壁为减阻基管前缘1101。本实施例中，减阻基管前缘和减阻基管后缘均为顶部等于底部的半圆筒壁，减阻基管前缘宽度为20mm，后缘宽度为10mm，即取左右两侧的减阻基管侧板1103的纵向夹角β为0°，左右两侧的减阻基管侧板1103均为平板，横向夹角α为3°。左侧的减阻基管侧板1103两边分别与减阻基管前缘1101的左边和减阻基管后缘1102的左边密封固接。右侧的减阻基管侧板1103两边分别与减阻基管前缘1101的右边和减阻基管后缘1102的右边密封固接。蒸汽在减阻基管内部凝结放出热量，空气在翅片间从基管前缘向基管后缘流动，带走壁面热量，降低壁面温度。减阻基管翅片管束7的翅片或者为蛇形翅片3和波形翅片4，图7和图8分别为减阻基管蛇形翅片管束结构示意图和减阻基管波形翅片管束结构示意图。图3、图7和图8所示的减阻基管平直翅片管束、减阻基管蛇形翅片管束和减阻基管波形翅片管束分别与图1Α、图IB和图ID所示的椭圆扁平基管平直翅片管束、椭圆扁平基管蛇形翅片管束和椭圆扁平基管蛇形翅片管束相比，采用数值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李莉，杜小泽，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：