[发明专利]一种新型空气冷却用单排管束

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型空气冷却用单排管束，属于火力发电厂、化工和空分行业等空气冷却设备。

背景技术

直接空冷系统的换热器是系统的主体部分，单排管管内为较高温度蒸汽等介质，其热量通过钎焊在单排管基管的翅片，传到单排管管外较低温度的空气中。其制造质量、运行性能及使用寿命是其研制过程中的主要问题。由于换热器设备占空冷系统投资的一半左右，因此空冷换热装置的价格、传热能力与阻力性能的优劣及使用寿命的长短，对于空冷机组的安全经济运行起着举足轻重的作用。

现有的换热器基管为椭圆扁管，空气侧流动通道较长，阻力较大，基管横截面较大，造成原材料成本高；通道中空气多处于层流状态，易于积灰，增加系统的清洗次数；翅片中落入的灰尘更容易影响到换热强度。

单排管换热时会出现层流和紊流现象，层流时换热速率低，紊流时换热速率高，如何依靠紊流达到更高的换热效果是一直以来的研究课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型空气冷却用单排管束，它的基管为带倒角的矩形扁管，缩短了基管长度，节省了材料更加便于清洗，保证换热强度，带倒角的矩形扁管减小应力集中，不仅大幅度提高刚度，并防止冬季基管变形后出现冻裂现象；在传统的蛇形平翅片上开设扰流孔，利用扰流孔破坏单排管束换热时的层流状态，使翅片间冷空气保持在紊流状态下进行换热，破坏原有的边界层，增强冷空气的不断交换，使翅片侧对流换热强度大幅度增加，同时提高散热器换热效率，在相同的热负荷下节省了散热器的换热面积，减小了翅片长度，降低管束制作成本。

本发明的技术方案：一种新型空气冷却用单排管束，包括基管和翅片，翅片设于基管上下两个表面，基管为带倒角的矩形扁管，基管和翅片间通过整体钎焊焊接在一起，翅片为蛇形，翅片上设有扰流孔。由于将管束中的基管制作成带倒角的矩形扁管，缩短了基管长度，节省了材料更加便于清洗，保证换热强度，矩形管减小了应力集中，不仅大幅度提高刚度，并防止冬季基管变形后出现冻裂现象；由于在蛇形翅片上开设扰流孔，使翅片侧保持对流换热，强度换热增加。

前述的这种新型空气冷却用单排管束中，所述翅片上的扰流孔的数量为偶数个。设有偶数个扰流孔，使翅片内完全形成对流，加速冷空气的不断交换。

前述的这种新型空气冷却用单排管束中，所述扰流孔的形状为矩形、椭圆形或三角形。

前述的这种新型空气冷却用单排管束中，所述翅片上还设有凸起和凹槽，凸起和凹槽交错分布在翅片上。

前述的这种新型空气冷却用单排管束中，所述扰流孔上设有与扰流孔形状相同的扰流板。

前述的这种新型空气冷却用单排管束中，所述扰流板与翅片的夹角α为10°～30°。

前述的这种新型空气冷却用单排管束中，基管材料为钢铝复合板，基管宽度为180mm～219mm，基管高度为13mm～19mm，基管壁厚为1.2mm～1.52mm。

前述的这种新型空气冷却用单排管束中，所述钢铝复合板的基材为低碳钢板和4343铝板复合而成，其中低碳钢板壁厚为1.2mm～1.47mm，4343铝板壁厚为0.025mm～0.070mm。

前述的这种新型空气冷却用单排管束中，翅片厚度为0.2mm～0.3mm，翅片高度为13mm～19mm，翅片材料为普通铝材3003H24。由于翅片使用普通铝材3003H24作为材料，所以减少产生腐蚀，延长其使用寿命，不但保证热传导率，同时节省翅片制作成本。

前述的这种新型空气冷却用单排管束中，任意相邻两翅片间设有通道，通道为均匀通道，通道宽度为2.2mm～3.0mm。。

前述的这种新型空气冷却用单排管束中，翅片为平直翅片。

与现有技术相比，本发明新型空气冷却用单排管束由基管和翅片组成，基管的横截面形状为带倒角的矩形扁管，其两端呈圆弧状，在长时间使用后，更加便于对落入灰尘的清洗，避免灰尘阻隔降低换热效率，保证换热强度；翅片使用普通铝材3003H24作为材料，使翅片与基管镀层材料相同，减少产生腐蚀，延长其使用寿命，不但保证热传导率，同时节省翅片制作成本。

传统的椭圆形管，冬季基管受冻后变形易发生泄漏，一旦发生泄漏会产生巨额维修费用，本发明采用带倒角的矩形扁管倒角减小应力集中，提高刚度，冬季防冻能力增强，变形后防止冻裂现象发生，减少维修费用。