[發(fā)明專利]一種高溫冷卻器管束結構及高溫冷卻器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910119932.0
• 申請日: 2019-02-18
• 公開（公告）號: CN109780896B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設計）人: 杜百合;胡燕華;王海波;張濤;葛強;張松賀;胡江華
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發(fā)展中心超高速空氣動力研究所
• 主分類號: F28D7/16
• 分類號: F28D7/16;F28F1/04;F28F1/10
• 代理公司: 北京格允知識產(chǎn)權代理有限公司 11609
• 代理人: 張沫;李亞東

本發(fā)明涉及冷卻器技術領域，尤其涉及一種高溫冷卻器管束結構。該結構包括多個換熱段，每個換熱段包括一換熱段殼體，在換熱段殼體內(nèi)至少設有一個換熱管束部，相鄰的換熱段通過各自的換熱段殼體連接固定，多個換熱管束部根據(jù)接觸高焓氣體的先后順序依次為第一換熱束部至第M換熱管束部，第一換熱管束部至第m換熱管束部的換熱管直徑依次減小，第m+1換熱管束部至第M換熱管束部的換熱管均為翅片管，且其基管直徑不大于第m換熱管束部換熱管的直徑。該結構通過不同管徑的換熱管束部以及與翅片管組成的管束部組合布置，既有利于防止高焓氣流引起的換熱管過熱失效，又有利于實現(xiàn)各級熱負荷的均勻分配，同時在有限空間內(nèi)獲得最大傳熱面積布置。

技術領域

本發(fā)明涉及冷卻器技術領域，尤其涉及一種高溫冷卻器管束結構。

背景技術

高溫冷卻器是電弧風洞中最重要的熱交換系統(tǒng)，目前，常規(guī)工業(yè)標準冷卻器通常采用單一型式的等管徑管束布置方式，但是對于高溫冷卻器而言，該布置方式顯然不能適用。主要原因有：一是電弧風洞高溫氣體最高焓值可達到30MJ/kg(溫度可超過6000K)，對前級管束(靠近擴壓器出口位置)需要特別設計以防止冷卻管束過熱失效；二是采用現(xiàn)有的管束布置方案在實現(xiàn)冷卻器總傳熱面積的條件下，不容易做到各級冷卻器換熱分配均勻，總換熱效率最高；三是在電弧風洞設備布局中，高溫冷卻器的安裝空間的限制，現(xiàn)有管束布置方式并不能保證完全實現(xiàn)總傳熱面積的布置；四是電弧風洞的啟動與運行對冷卻器的壓降有特殊要求，但現(xiàn)有管束布置方式為保證總傳熱面積，會采的過密管束布置，從而會影響電弧風洞的正常啟動和運行。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術問題

本發(fā)明的目的是提供一種高溫冷卻器管束結構，以解決上述中至少一個問題。

(二)技術方案

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種高溫冷卻器管束結構，包括多個換熱段，所述多個換熱段根據(jù)接觸高焓氣體的先后順序依次為第一換熱段至第N換熱段，在所述第一換熱段至第N換熱段中，每個所述換熱段包括一換熱段殼體，在所述換熱段殼體內(nèi)至少設有一個換熱管束部，相鄰的所述換熱段通過各自的換熱段殼體連接固定，每個所述換熱部均為橫掠叉排管束結構；

多個換熱段殼體根據(jù)接觸高焓氣體的先后順序依次為第一換熱段殼體至第N換熱段殼體；

多個換熱管束部根據(jù)接觸高焓氣體的先后順序依次為第一換熱束部至第M換熱管束部，M≥N；

其中，所述第一換熱管束部至第m換熱管束部的換熱管為光管，且直徑依次減小，所述第m+1換熱管束部至第M換熱管束部的換熱管均為翅片管，且所述翅片管的基管直徑不大于所述第m+1換熱管束部的換熱管直徑。

優(yōu)選地，每個所述換熱段殼體的端面設有法蘭，相鄰的兩個所述換熱段殼體通過法蘭連接。

優(yōu)選地，每個所述換熱段殼體的外側均設有支撐座。

優(yōu)選地，所述第一換熱管束部至第m換熱管束部的管束布置密度依次增加。

優(yōu)選地，包括四個換熱段，根據(jù)接觸高焓氣體的先后順序依次為第一換熱段、第二換熱段、第三換熱段和第四換熱段；

其中，所述第一換熱段內(nèi)設有兩個換熱管束部，所述第二換熱段和第三換熱段內(nèi)分別設有一個換熱管束部，所述四換熱段內(nèi)設有兩個換熱管束部，根據(jù)接觸高焓氣體的先后順序依次為第一換熱管束部、第二換熱管束部、第三換熱管束部、第四換熱管束部、第五換熱管束部和第六換熱管束部；

所述第一換熱管束部至第三換熱管束部的換熱管為光管，且直徑依次減小，所述第四換熱管束部至第六換熱管束部的換熱管均為翅片管，且所述翅片管的基管直徑不大于所述第三換熱管束部的換熱管直徑。

本發(fā)明還提供了一種高溫冷卻器，包括上述任一種所述的高溫冷卻器管束結構。

(三)有益效果