[發(fā)明專利]雙螺旋水流筒式高效冷卻器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710133735.1
• 申請日: 2007-09-29
• 公開（公告）號: CN101140145A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘家麗;徐中飛
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州市中新動(dòng)力設(shè)備輔機(jī)有限公司
• 主分類號: F28D7/10
• 分類號: F28D7/10;F28D7/02;F28F13/06
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 馬明渡

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬機(jī)械工程類的熱交換介質(zhì)不直接接觸的熱交換設(shè)備，具體涉及火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)中高溫水和蒸汽在線取樣分析裝置用的筒式冷卻裝置。

背景技術(shù)

在火力發(fā)電的熱力系統(tǒng)中，工作介質(zhì)--高溫高壓水和蒸汽的品質(zhì)直接影響熱機(jī)的安全性能。因此，對高溫高壓水和蒸汽取樣進(jìn)行在線連續(xù)分析、監(jiān)測是不可缺少的。如果直接將高溫高壓水和蒸汽引入在線儀表是不現(xiàn)實(shí)的，通常必須先將水和蒸汽的溫度、壓力、流量降至分析監(jiān)測儀表正常工作允許的條件下進(jìn)行。

冷卻器作為系統(tǒng)降溫設(shè)備，其換熱效率直接影響高溫高壓水和蒸汽在線取樣分析監(jiān)測裝置的性能。目前用于火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)中，在線取樣分析監(jiān)測裝置用的冷卻裝置主要有筒式冷卻器和雙套管式冷卻器兩種。中國專利94年2月23日曾公告了一種筒式高效螺旋管流冷卻器(CN1082705A，92107667.3)，其主要結(jié)構(gòu)和原理為：筒體與內(nèi)套構(gòu)成密閉環(huán)形腔體結(jié)構(gòu)，環(huán)形腔內(nèi)設(shè)有螺旋管，螺旋管兩端從腔內(nèi)伸出，冷卻水的進(jìn)水管設(shè)在環(huán)形腔下部的切線方向上，出水管設(shè)在環(huán)形腔上部的切線方向上，進(jìn)水管與環(huán)形腔和出水管構(gòu)成的環(huán)流通道與螺旋管的旋向相同，環(huán)形腔自下而上為容積收斂。工作時(shí)，螺旋管接樣水(高溫高壓水和蒸汽)，冷卻水沿進(jìn)水管進(jìn)入，出水管流出，在環(huán)形腔內(nèi)形成自下而上與螺旋管內(nèi)水和蒸汽流動(dòng)方向相反的螺旋管流，使樣水(高溫高壓水和蒸汽)降溫。上述技術(shù)方案與原始的自然對流式筒式冷卻器相比無疑，冷卻效果更好。但隨著形勢發(fā)展，火力發(fā)電廠機(jī)組容量越來越大，對冷卻器的換熱效率要求也越來越高，上述技術(shù)方案為進(jìn)一步提高換熱效率，增大換熱面積，就只能將螺旋管設(shè)計(jì)得更長，使螺旋管的螺距越來越小，即螺旋管越繞越密(現(xiàn)一般螺旋外徑為10mm，而螺距僅11mm)。在實(shí)際使用中，繞密后的螺旋管就像一隔墻一樣阻礙了螺旋管內(nèi)側(cè)和外側(cè)的冷卻水的流通，就導(dǎo)致冷卻水僅在螺旋管的外側(cè)空間中螺旋流動(dòng)，而螺旋管內(nèi)側(cè)空間的冷卻水流動(dòng)速度慢甚至不流動(dòng)，導(dǎo)致螺旋管內(nèi)側(cè)表面換熱效率很差，即浪費(fèi)了螺旋管的內(nèi)側(cè)表面，最終限制了換熱效率的進(jìn)一步提高。

因此如何改進(jìn)上述現(xiàn)有的筒式冷卻器結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高換熱效率，便成了本行業(yè)設(shè)計(jì)研究人員十分關(guān)心的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的螺旋管內(nèi)側(cè)冷卻水螺旋流動(dòng)效果不佳，導(dǎo)致?lián)Q熱效率不高的技術(shù)問題，提供了一種新型的樣水螺旋形流動(dòng)，而冷卻水也螺旋形流動(dòng)的雙螺旋水流筒式高效冷卻器。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種雙螺旋水流筒式高效冷卻器，包括密閉的筒體、置于該筒體內(nèi)中央處的封閉式內(nèi)套、置于筒體內(nèi)且套在內(nèi)套外的螺旋管，所述螺旋管的兩端從筒體內(nèi)伸出，冷卻水出水管設(shè)在筒體上部，其創(chuàng)造性在于：

所述筒體內(nèi)底部在螺旋管的下方設(shè)有旋流發(fā)生裝置，該旋流發(fā)生裝置主要由外導(dǎo)流套、內(nèi)導(dǎo)流套、環(huán)形隔板及封口板構(gòu)成；

所述外導(dǎo)流套為一套環(huán)，它同軸心置于筒體內(nèi)，以此外導(dǎo)流套與筒體壁間形成一外環(huán)導(dǎo)向空間，該外環(huán)導(dǎo)向空間上方開口對應(yīng)于螺旋管外側(cè)的空間；所述外導(dǎo)流套底部壁面上沿周向均布導(dǎo)流孔，這些導(dǎo)流孔在周向上以其中心延長線未通過軸心的渦旋方向設(shè)置；

所述內(nèi)導(dǎo)流套也為一套環(huán)，它同軸心置于外導(dǎo)流套內(nèi)，內(nèi)導(dǎo)流套底部和外導(dǎo)流套之間以環(huán)形隔板密封連接，該環(huán)形隔板水平位置高于外導(dǎo)流套的導(dǎo)流孔的水平位置，以此內(nèi)導(dǎo)流套與外導(dǎo)流套之間形成一內(nèi)環(huán)導(dǎo)向空間，該內(nèi)環(huán)導(dǎo)向空間上方開口對應(yīng)于螺旋管內(nèi)側(cè)的空間；所述內(nèi)導(dǎo)流套壁面上，在高于環(huán)形隔板的水平位置沿周向均布有導(dǎo)流孔，這些導(dǎo)流孔在周向上以其中心延長線未通過軸心的渦旋方向設(shè)置，這些導(dǎo)流孔的渦旋旋向與外導(dǎo)流套的導(dǎo)流孔的渦旋旋向一致；

并且，所述內(nèi)導(dǎo)流套的內(nèi)部或上端端口處密封連接有封口板，該封口板的水平位置高于內(nèi)導(dǎo)流套的導(dǎo)流孔的水平位置，以此在外導(dǎo)流套和內(nèi)導(dǎo)流套的內(nèi)腔底部形成密閉的進(jìn)水腔，該進(jìn)水腔一端連通冷卻水進(jìn)水管，另一端分別經(jīng)內(nèi)導(dǎo)流套和外導(dǎo)流套上的各導(dǎo)流孔與內(nèi)環(huán)導(dǎo)向空間、外環(huán)導(dǎo)向空間連通。

上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下：

1、上述方案中，所述“這些導(dǎo)流孔在周向上以其中心延長線未通過軸心的渦旋方向設(shè)置”是指：各導(dǎo)流孔是中心延長線不通過軸心的偏置的斜向孔，并且這些孔在周向上均是朝同一旋向偏置，形成渦旋。至于導(dǎo)流孔偏置的較佳范圍為：各導(dǎo)流孔的中心線與切線方向的夾角為30°～50°，最佳為：各導(dǎo)流孔的中心線與切線方向的夾角為45?°。導(dǎo)流為45°好加工，導(dǎo)流效果也較佳。