双螺旋水流筒式高效冷却器制造技术

一种双螺旋水流筒式高效冷却器，包括筒体、内套、螺旋管，其特征在于：筒体内底部设有旋流发生装置，该旋流发生装置由外导流套、内导流套、环形隔板及封口板构成；外导流套与筒体壁间形成外环导向空间，外环导向空间对应螺旋管外侧空间；内导流套与外导流套之间形成内环导向空间，内环导向空间对应螺旋管内侧空间；外导流套和内导流套壁面上都均布有导流孔，它们在周向上以其中心延长线未通过轴心的涡旋方向设置；外导流套和内导流套的内腔底部形成进水腔，该进水腔一端连通冷却水进水管，另一端经各导流孔与内环导向空间、外环导向空间连通。本实用新型专利技术冷却水能分成内外两股螺旋形式向上流动，使螺旋管内侧和外侧冷却均匀，从而最终提高了热交换效率。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属机械工程类的热交换介质不直接接触的热交换设备，具体涉 及火力发电厂热力系统中高温水和蒸汽在线取样分析装置用的筒式冷却装 置。技术背景在火力发电的热力系统中，工作介质 一 一高温高压水和蒸汽的品质直接影 响热机的安全性能。因此，对高温高压水和蒸汽取样进行在线连续分析、监 测是不可缺少的。如果直接将高温高压水和蒸汽引入在线仪表是不现实的， 通常必须先将水和蒸汽的温度、压力、流量降至分析监测仪表正常工作允许 的条件下进行。冷却器作为系统降温设备，其换热效率直接影响高温高压水和蒸汽在线取 样分析监测装置的性能。目前用于火力发电厂热力系统中，在线取样分析监测装置用的冷却装置主要有筒式冷却器和双套管式冷却器两种。中国专利94 年2月23日曾公告了一种筒式高效螺旋管流冷却器(CN1082705A， 92107667.3)，其主要结构和原理为筒体与内套构成密闭环形腔体结构，环 形腔内设有螺旋管，螺旋管两端从腔内伸出，冷却水的进水管设在环形腔下 部的切线方向上，出水管^L在环形腔上部的切线方向上，进水管与环形腔和 出水管构成的环流通道与螺旋管的旋向相同，环形腔自下而上为容积收敛。 工作时，螺旋管接样水(高温高压水和蒸汽)，冷却水沿进水管进入，出水管 流出，在环形腔内形成自下而上与螺旋管内水和蒸汽流动方向相反的螺旋管 流，使样水(高温高压水和蒸汽)降温。上述技术方案与原始的自然对流式 筒式冷却器相比无疑，冷却效果更好。但随着形势发展，火力发电厂机组容 量越来越大，对冷却器的换热效率要求也越来越高，上述技术方案为进一步 提高换热效率，增大换热面积，就只能将螺旋管设计得更长，使螺旋管的螺 距越来越小，即螺旋管越绕越密(现一般螺旋外径为10mm，而螺距仅llmm)。 在实际使用中，绕密后的螺旋管就像一隔墙一样阻碍了螺旋管内侧和外侧的 冷却水的流通，就导致冷却水仅在螺旋管的外侧空间中螺旋流动，而螺旋管 内側空间的冷却水流动速度慢甚至不流动，导致螺旋管内侧表面换热效率很 差，即浪费了螺旋管的内侧表面，最终限制了换热效率的进一步提高。因此如何改进上述现有的筒式冷却器结构，进一步提高换热效率，便成了本行业设计研究人员十分关心的问题。
技术实现思路
本技术为解决现有技术存在的螺旋管内侧冷却水螺旋流动效果不佳， 导致换热效率不高的技术问题，提供了一种新型的样水螺旋形流动，而冷却水也螺;旋形流动的双螺;旋水流筒式高效冷却器。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是 一种双螺旋水流筒式高 效冷却器，包括密闭的筒体、置于该筒体内中央处的封闭式内套、置于筒体 内且套在内套外的螺旋管，所述螺旋管的两端从筒体内伸出，冷却水出水管 设在筒体上部，其创造性在于所述筒体内底部在螺旋管的下方设有旋流发生装置，该旋流发生装置主要 由外导流套、内导流套、环形隔板及封口板构成；所述外导流套为一套环，它同轴心置于筒体内，以此外导流套与筒体壁间 形成一外环导向空间，该外环导向空间上方开口对应于螺旋管外侧的空间； 所述外导流套底部壁面上沿周向均布导流孔，这些导流孔在周向上以其中心 延长线未通过轴心的涡旋方向设置；所述内导流套也为一套环，它同轴心置于外导流套内，内导流套底部和外 导流套之间以环形隔板密封连接，该环形隔板水平位置高于外导流套的导流 孔的水平位置，以此内导流套与外导流套之间形成一内环导向空间，该内环 导向空间上方开口对应于螺旋管内侧的空间；所述内导流套壁面上，在高于 环形隔板的水平位置沿周向均布有导流孔，这些导流孔在周向上以其中心延 长线未通过轴心的涡旋方向设置，这些导流孔的涡旋旋向与外导流套的导流 孔的涡旋:旋向一致；并且，所述内导流套的内部或上端端口处密封连接有封口板，该封口板的 水平位置高于内导流套的导流孔的水平位置，以此在外导流套和内导流套的 内腔底部形成密闭的进水腔，该进水腔一端连通冷却水进水管，另一端分别 经内导流套和外导流套上的各导流孔与内环导向空间、外环导向空间连通。上述^R术方案中的有关内容解释如下1、上述方案中，所述"这些导流孔在周向上以其中心延长线未通过轴心 的涡旋方向设置"是指各导流孔是中心延长线不通过轴心的偏置的斜向孑L， 并且这些孔在周向上均是朝同一旋向偏置，形成涡旋。至于导流孔偏置的较 佳范围为各导流孔的中心线与切线方向的夹角为30。 ~50° ，最佳为各 导流孔的中心线与切线方向的夹角为45° 。导流为45°好加工，导流效果也较佳。2、 上述方案中，所述内导流套底端伸至外导流套的中部或中下部，在底 端与外导流套间以环形隔板密封连接；所述冷却水进水管沿轴心设置于筒体 底部，其上端向上延伸与封口板底面密封连接；且环形隔板的内缘也向内延 伸与冷却水进水管外壁密封连接，以此将进水腔分隔成独立的上环形进水腔 和下环形进水腔；所述冷却水进水管管壁上各对应上环形进水腔和下环进水 腔沿周向均布导流孔，这些导流孔在周向上也以其中心延长线未通过轴心的 涡旋方向设置，其旋向与外导流套及内导流套上的导流孔的涡旋旋向 一致。 以此达到内外双重导流孔导流作用，使水流的旋转力更大，旋转速度加快， 进一步提高换热效率。3、 上述方案中，所述螺旋管和内套的上端与一端盖连接成一体，该端盖 密封盖设于筒体的上端口上，使螺旋管和内套是从上向下插设于筒体内。这 一设计是为了方便更换和清洗螺旋管。4、 上述方案中，所述"该外环导向空间上开口对应于螺;旋管外侧的空间" 意为所述外环导向空间的上开口在竖直方向上正朝向螺旋管外侧的空间， 该螺旋管外侧的空间即是螺旋管与筒体内壁之间的空间。5、 上述方案中，所述"该内环导向空间上开口对应于螺旋管内侧的空间" 意为所述内环导向空间的上开口在竖直方向上正朝向螺旋管内侧的空间， 该螺旋管内侧的空间即是螺旋管与内套之间的空间。6、 上述方案中，所述"封闭式内套"意为上下端封口的柱形体，它的作 用主要是导向，因此以实心柱体代替也可。7、 上述方案中，所述"上""下""底"等方向都是指冷却器工作状态下 摆放的状态来定的，即工作时冷却器就按上下方向设置，如图l中所示状态。本技术工作原理是根据流体管流原理和流体运动学原理，工作时， 向螺旋管内通入样水，样水从上至下流经螺旋管；同时，冷却水经进水管进 入进水腔中，分为两股流，其中一股经外导流套上的导流孔进入外环导向空 间，因为导流孔的旋流导向作用，进入外环导向空间的冷却水自下向上，以 与螺旋管内的样水流动方向相反的螺旋管流形式流经螺旋管的外侧空间，与 螺旋管的外侧表面充分接触带走热量；而另一股冷却水经内导流套上的导流 孔进入内环导向空间，也同样因为导流孔的旋流导向作用，进入内环导向空 间的冷却水也自下向上，以与螺旋管内的样水流动方向相反的螺旋管流形式 流经螺旋管的内侧空间(即螺旋管与内套间的空间)，与螺旋管的内侧表面充分接触带走热量；最后两股冷却水汇聚沿筒体上部内壁面切线方向从出水管 流出。由于上述技术方案运用，本技术与现有技术相比具有下列优点1、 由于本技术采用了旋流发生装置，冷却水能分成内外两股螺旋形 式上升流动， 一股对应于螺旋管外侧空间与螺旋管外侧表面热交换，另一股 正对应于螺旋管内侧空间与螺旋管内侧表面热交换，保证了螺旋管内侧空间 的水流速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双螺旋水流筒式高效冷却器，包括密闭的筒体（１）、置于该筒体（１）内中央处的封闭式内套（２）、置于筒体（１）内且套在内套（２）外的螺旋管（３），所述螺旋管（３）的两端从筒体（１）内伸出，冷却水出水管（４）设在筒体（１）上部，其特征在于：　　所述筒体（１）内底部在螺旋管（３）的下方设有旋流发生装置（５），该旋流发生装置（５）主要由外导流套（６）、内导流套（７）、环形隔板（８）及封口板（９）构成；所述外导流套（６）为一套环，它同轴心置于筒体（１）内，以此外导流套（６ ）与筒体（１）壁间形成一外环导向空间（１１），该外环导向空间（１１）上方开口对应于螺旋管（３）外侧的空间；所述外导流套（６）底部壁面上沿周向均布导流孔（１０），这些导流孔（１０）在周向上以其中心延长线未通过轴心的涡旋方向设置；所述内 导流套（７）也为一套环，它同轴心置于外导流套（６）内，内导流套（７）底部和外导流套（６）之间以环形隔板（８）密封连接，该环形隔板（８）水平位置高于外导流套的导流孔（１０）的水平位置，以此内导流套（７）与外导流套（６）之间形成一内环导向空间（１２），该内环导向空间（１２）上方开口对应于螺旋管（３）内侧的空间；所述内导流套（７）壁面上，在高于环形隔板（８）的水平位置沿周向均布有导流孔（１３），这些导流孔（１３）在周向上以其中心延长线未通过轴心的涡旋方向设置，这些导流孔（１３）的涡旋旋向与外导流套的导流孔（１０）的涡旋旋向一致；并且，所述内导流套（７）的内部或上端端口处密封连接有封口板（９），该封口板（９）的水平位置高于内导流套的导流孔（１３）的水平位置，以此在外导流套（６）和内导流套（７）的内腔底部形成密闭 的进水腔（１４），该进水腔（１４）一端连通冷却水进水管（１５），另一端分别经内导流套和外导流套上的各导流孔（１０、１３）与内环导向空间（１２）、外环导向空间（１１）连通。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘家丽，徐中飞，
申请(专利权)人：苏州市中新动力设备辅机有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]