使铝肋板与钢管结合的方法及具有以该方法制备的单元的换热器技术

本发明专利技术涉及一种使铝肋板与钢管结合的方法，将所述钢管的表面涂层用作结合材料，从而可无须单独提供例如焊接材料。本发明专利技术还涉及一种换热器，所述换热器包括由钢管和铝肋板构成的、根据所述方法制备的单元。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使铝肋板与钢管结合的方法。此外，本专利技术涉及 一种用于工业设施尤其是用于发电厂的换热器，优选为一种冷凝器， 尤其是一种气冷式冷凝器，所述换热器包括根据所述方法制备的单元 或组件。
技术介绍
例如，如EP 1553379Al中所述，相关类型的换热器通常具有配管 (distributor pipe)(作为单管系统的优选实施方式，SPS)，其外表面至少 部分具有冷却肋板。热交换(能量交换过程)出现在流经所述配管并冷却 的第一介质(或流体)将其热量散失入围绕在该配管周围的冷却肋板的 过程中，所述配管具有在其周围流动的第二介质或流体，特别是例如 空气冷却剂或气体冷却剂，热量被排放到该第二介质。当然，也可以 以相反的方向进行热交换。取决于冷却梯度，如果要被冷却的第一介质在进入换热器入口处 为气体状态，就可实现该介质的冷凝作用。因此，该类型的换热器也 被用作冷凝器。在发电厂，这样的冷凝器被用于冷凝汽轮机的废蒸汽。 水量短缺的加剧和/或购买并供给水冷却剂成本的增加已经导致了尤其 是在发电厂中更加频繁地使用气冷式冷凝器(ACC)。然而，在化学和食 品工业的工业设施的冷却设备中该换热器的使用也是已知的。配管(下文称为管)通常为钢管。通常以例如特别是铝的具有良好导 热性的金属对其涂层来应用该钢管。冷却肋板本身实质上也含有铝。除了已提及的良好的导热性，铝还具有节省重量的优点，由于气冷式 换热器或冷凝器通常较大，因此其重量会过大而不利于运输和装配。在焊接过程中制备管和铝冷却肋间的结合。为此目的，所述管覆 盖了铝(通常已经在生产中实现)并且在约600°C的焊接温度下与铝肋板 结合。然而，为此目的，必须将所述管加热并在焊接步骤后再被冷却。 因此，该方法具有高电量需求和/或耗电量。此外，不同的热膨胀系数也存在问题，其可能导致扭曲张力(warping tension),阻止该扭曲张力 需要复杂的过程控制。DE 10057180 Al提出了解决某些上述问题的方案。然而，其提供 的方案使得换热器具有低效率
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的为提供一种使铝肋板与钢管结合的方法，所述方法 具有低电量需求。提供一种具高效率的换热器(为在开始标示的类型) 也是本专利技术的目的，所述换热器的制备比现有技术需要更低的电量。 另外，所述方法和换热器均可使生产符合成本效益。技术方案通过根据权利要求1所述的方法、通过根据第一并列权利要求所 述的换热器以及通过根据第二并列权利要求所述的具体用途来实现所 述目的。有益的改进方案和实施方式为具体的从属权利要求的主题。根据本专利技术所述的用于使铝肋板与钢管结合的方法包括至少下面 的步骤-提供至少一种带表面涂层的钢管形式的第一部件， -提供至少一种铝肋板形式的第二部件， -使上述部件接触，以及-将上述部件加热至470°C ~ 590°C ,优选至550°C ~ 585。C的温度， 然后在该温度(焊接剂持续温度(solder persistence temperature))下和/或 该温度范围内将其保持预定的一段时间，在所述部件的至少一个接触 点上实现永久结合，更确切地为焊接结合，其中，将所述第一部件的 表面涂层的材料用作结合材料，更确切地，用作焊接材料。在本专利技术的含义内，铝肋板应理解为由铝形成的扁平部件，其能 够或适于与流经的介质进行热交换。具体地，所述铝肋板可为典型构 造的冷却肋板。根据本专利技术的方法是基于下面的发现如果所述第一部件的表面 涂层具有低于目前通常为60(TC的焊接温度，就可以使持续温度 (persistence temperature)明显降低，即，至少降低约10%,所述持续温 度相当于焊接温度和/或焊接剂持续温度。因此引起了与铝的软化温度 间的温度间隔有益地增加。当对彼此接触的部件加热时，低于目前通常的焊接温度6ocrc时， 至少部分表面涂层已经明显开始熔化，因此本专利技术提供了随后将熔化 的表面涂层用作焊接材料。这带来了可无须单独提供焊接材料的优点。 由于较低的焊接温度，也节省了电量消耗，与此同时降低了成本(成本 效益方面)并减少了对环境的压力(电量消耗与持续温度直接相关)。此 外，由于较低温度引起较小的扭曲张力，因此可以实现空间准确性的提高。此外，实际焊接时间或固定时间的缩短成为另一优点，通过该 优点可以增加熔炉(焊接熔炉)的产量。根据本专利技术，所述表面涂层只施用在所述第一部件(管)上而非所述 第二部件(铝板材)上。具体实施例方式根据用于所述第 一部件的表面涂层材料确定焊接温度的范围和/或 具体的焊接温度。在所述涂层材料中的较高的铝含量比例确实需要高 的焊接温度，但是相反随后也导致了接触点的导热性提高(较低的耐导表面涂层具有大于20wt。/。含量比例的铝。此外，优选提供的是由纯铝 形成所述第二部件(铝肋板)。这确保了换热器的良好的导热性和传热的 高效率。在本专利技术的含义中将纯铝理解为铝成分至少为99.5wt.%。在该优选的方法设计中，伴随本专利技术的优点变得尤其明确。尤其 是，在降低电量需要(相对于现有技术)的条件下，在所述第一部件和第 二部件间获得了良好的导热性，这获得了在介质间传热的高效率。对所述方法的有益改进方案提供了至少将熔剂施用在接触点的区 域内。优选基于铯的熔剂并且尤其是基于铯-铝-氟化物(CaAlF)的熔剂。 所述熔剂确保在加热时流动和湿润性能适宜，即，其一方面防止了结 合部件及焊接剂表面的氧化，另 一方面降低了液体焊接剂和/或熔化的 表面涂层的表面张力。优选在加热前施用所述熔剂。对所述方法的另 一改进方案提供了在结合或连接后以可控制的方 式，即以预定的时间-温度曲线，冷却所述部件。因此，可降低上述扭不利地受损。可选择地，还可以在室温下除去并冷却，尤其是当焊接 温度相对低时。根据特别优选的改进方案，用于所述第一部件的涂层具有大于30wt.。/。含量比例的铝，优选地大于40wt.。/。，以及特别是55wt.。/。的含量 比例，并且剩余的部分主要为锌(Zn)。在上述情况下，所述焊接温度(或 者加热或焊接剂持续温度)为550°C ~ 585°C，特別是575°C。根据另 一优选的改进方案，所述第 一部件是电镀或热浸电镀锌的。 在此种情况下，铝的比例约为4~5wt.%。随后以锌(除少量镧、硅等) 形成所述涂层的主要组分。在此种情况下，所述焊接温度在要求保护 的温度范围的较低区域内，即，在约470。C。在450。C也可获得非常好 的结果。通过根据第一并列权利要求的特征的换热器也可实现所述目的。根据本专利技术的换热器包括根据本专利技术的方法制备的、由所述第一 和第二部件构成的单元。为此目的，将所述第一部件(钢管)实现为一扁 管，优选地为钢板扁管。尤其是，根据本专利技术的换热器具有至少一个由钢材料制成的、带 表面涂层的扁管形式的第一部件，所述表面涂层优选具有大于20wt.% 的铝含量比例，尤其优选大于40wt.%,特别是恰为55wt。/。的比例(力口 通常的公差范围)。此外，根据本专利技术的换热器具有至少一个铝肋板形 式的第二部件，其优选地为由纯铝制成的铝肋板。所述两个部件在至 少一个接触点上实质上彼此永久地结合，所述第一部件的表面涂层用 作结合或焊接材料。在优选的改进方案中，使所述第二部件(铝肋板)沿扁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使铝肋板与钢管结合的方法，所述方法包括下面的步骤：　－提供至少一种带表面涂层的钢管形式的第一部件，所述表面涂层优选地含有大于２０ｗｔ．％含量比例的铝，　－提供至少一种铝肋板形式的第二部件，所述铝肋板优选地含有纯铝，　－ 使所述部件相接触，　－在４７０℃～５９０℃的温度范围，优选地在５５０℃～５８５℃的范围内，加热然后保持所述部件，在所述部件的至少一个接触点处实现永久结合，其中，将所述第一部件的表面涂层的材料用作结合材料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：米罗斯拉夫波霍尔斯基，沃尔夫冈霍尔滕，理查德莱茨，保罗赖利，
申请(专利权)人：SPX冷却技术有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]