一种节水复合型蒸发式空冷凝汽器的制作方法

1.本发明涉及凝汽器技术领域，具体涉及一种节水复合型蒸发式空冷凝汽器。


背景技术：

2.蒸发式空冷凝汽器主要用于对蒸汽进行冷凝，其原理主要是通过向蒸发管束进行喷淋水，从而以与通入蒸发管束内的蒸汽实现换热，如此以实现冷凝蒸汽的目的。
3.对于现有的这种凝汽器在工作时，需要不间断的开启喷淋水泵以进行喷淋，从而实现凝汽目的，这样无疑会耗费大量的水资源，故还有待改进。


技术实现要素：

4.为了解决背景技术中提到的至少一个技术问题，本发明的目的在于提供一种节水复合型蒸发式空冷凝汽器。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种节水复合型蒸发式空冷凝汽器，包括：壳体，所述壳体的侧壁上具有可启闭的第一进风侧和第二进风侧，第一进风侧处于第二进风侧下方；所述壳体顶部具有出风侧；第一凝汽单元，包括供蒸汽通入的蒸发管束，所述蒸发管束位于第一进风侧和第二进风侧之间；喷淋组件，包括喷淋管，所述喷淋管设于第二进风侧与蒸发管束之间用以朝向蒸发管束进行喷淋；第二凝汽单元，包括供蒸汽通入的空冷管束，所述空冷管束位于第二进风侧和出风侧之间；所述凝汽器能够在第一运行模式和第二运行模式之间进行切换；在第一运行模式下，第一进风侧开启且第二进风侧关闭，喷淋组件处于工作状态，蒸汽同时通入蒸发管束和空冷管束内；在第二运行模式下，第一进风侧关闭，第二进风侧开启，喷淋组件处于停止状态，蒸汽通入空冷管束内。
6.较之现有技术，采用本方案的优点在于：首先，本方案中通过设置第一进风侧和第二进风侧，并设置第一凝汽单元和第二凝汽单元，如此使得本凝汽器具备两种运行模式：当外界环境温度较低时，此时可以将凝汽器切换至第二运行模式下，在此模式下，喷淋组件处于停止状态，不需要进行工作，第一进风侧关闭，第二进风侧开启，此时蒸汽仅通入第二凝汽单元中的空冷管束中，外界低温空气由第二进风侧引入壳体内向出风侧流动，在此过程中，低温空气掠过空冷管束，以与空冷管束内的蒸汽进行热交换，从而实现对空冷管束内的蒸汽的冷凝，由此可见，在此模式下，不需要第一凝汽单元和喷淋组件的参与，从而完全不需要消耗喷淋水资源。
7.而当外界环境温度较高时，此时仅依靠空冷管束难以完全冷凝所有的蒸汽，此时便可将凝汽器切换至第一运行模式，在此模式下，第一进风侧开启，第二进风侧关闭，喷淋组件进入工作状态，蒸汽则同时通入蒸发管束和空冷管束内，如此外界空气由第一进风侧引入壳体内并向出风侧流动，在此过程中，喷淋管喷出的喷淋水与蒸发管束接触，以与蒸发管束内流动的蒸汽实现热交换，从而冷凝蒸发管束内的蒸汽；由第一进风侧进入的空气则会向上依次掠过蒸发管束和空冷管束，如此空气掠过空冷管束内时，会与空冷管束内的蒸汽实现热交换，从而实现冷凝空冷管束内的蒸汽。
8.而且在第一运行模式下，当空气掠过蒸发管束时，会与喷淋水进行接触从而形成饱和湿空气，饱和湿空气自带水分，当其与空冷管束接触时，会进行蒸发吸热，从而产生一定作用的换热，进一步冷凝空冷管束内的蒸汽。并且饱和湿空气与空冷管束内的蒸汽进行热交换后，空气的相对湿度会降低，从而使得最终在出风侧形成的白雾减少。
9.由此可见，在第一运行模式下，可以同时由空冷管束和蒸发管束来对蒸汽进行冷凝，相当于利用了空冷管束分担一部分蒸汽冷凝工作，如此较之全部采用喷淋水配合蒸发管束冷凝的方案，无疑会减少喷淋水的使用。
10.作为优选，所述第二凝汽单元包括两个进汽支管、两个抽汽支管以及水管；所述水管两端封闭且底部至少具有一个凝结水出口；所述空冷管束包括沿进汽支管轴向并排布置的顺流空冷管束和逆流空冷管束；所述顺流空冷管束和逆流空冷管束均由若干并排布置空冷管构成，所述空冷管呈v型，具有顶端和分布在顶端两侧的两个侧端；在顺流空冷管束中，所述空冷管的两个侧端分别与两进汽支管连通，所述空冷管的顶端与水管连通；在逆流空冷管束中，所述空冷管的两个侧端分别与两抽汽支管连通，所述空冷管的顶端与水管连通。
11.作为优选，所述顺流空冷管束包括两组，分别为第一顺流空冷管束和第二顺流空冷管束，所述逆流空冷管束位于第一顺流空冷管束和第二顺流空冷管束之间。
12.作为优选，两所述进汽支管均包括沿轴向依次相连的第一管段和第二管段，所述第一顺流空冷管束连接在第一管段上，第二顺流空冷管束连接在第二管段上；其中第一管段的半径大于第二管段的半径，蒸汽由第一管段通入。
13.作为优选，所述第二凝汽单元还包括进汽主管和抽汽主管，两进汽支管汇集在进汽主管上，由进汽主管将蒸汽通入两进汽支管；两抽汽支管汇集在排汽主管上，两抽汽支管排出的不凝蒸汽由抽汽主管排出。
14.作为优选，还包括控制单元和与控制单元连接用以检测环境温度的温度传感器；所述第一进风侧、第二进风侧、喷淋组件均受控于控制单元；当温度传感器的检测温度高于预设值时，控制单元控制凝汽器切换至第一运行模式；当温度传感器的检测温度低于预设值时，控制单元控制凝汽器切换至第二运行模式。
15.作为优选，还包括蒸汽总管，所述第一凝汽单元具有供蒸汽通入蒸发管束中的第一蒸汽入口，第二凝汽单元具有供蒸汽通入空冷管束中的第二蒸汽入口；所述第一蒸汽入口上设有与控制单元电连接的电动隔离阀，且第一蒸汽入口和第二蒸汽入口均与蒸汽总管连通。
16.作为优选，所述第一进风侧和/或第二进风侧包括开设在壳体侧壁上的进风口和设于进风口处用于控制进风口启闭的电动百叶窗，所述电动百叶窗与控制单元电连接。
17.作为优选，所述出风侧包括设于壳体顶部的出风口和设于出风口处的风机。
18.作为优选，所述壳体位于第一进风侧和第二进风侧之间的侧壁处开设有检修口，所述检修口上设有可开启的检修门。
19.本发明的其他优点和效果在具体实施方式部分进行具体阐述。
附图说明
20.图1为本发明的正向内部结构示意图；图2为本发明的侧向内部结构示意图；图3为空冷管束的整体结构示意图；图4为空冷管束的正向视图；图5为顺流空冷管束中的空冷管结构示意图；图6为控制单元的框图；图7为检修门的结构示意图。
具体实施方式
21.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例1：请参阅图1-7所示，本实施例提供一种节水复合型蒸发式空冷凝汽器，主要包括壳体1、第一凝汽单元2、第二凝汽单元4、喷淋组件3等，以下对各部件进行具体说明：所述壳体1的侧壁上具有可启闭的第一进风侧11和第二进风侧12，第一进风侧11处于第二进风侧12下方；所述壳体1顶部具有出风侧13；具体的：所述第一进风侧11和/或第二进风侧12包括开设在壳体1侧壁上的进风口和设于进风口处用于控制进风口启闭的电动百叶窗，具体的，为了方便区分，在本实施例中，如图1所示，第一进风侧11包括第一进风口111和第一电动百叶窗112，第二进风侧12包括第二进风口121和第二电动百叶窗122；当第一电动百叶窗112打开时，外界空气可由第一进风口111进入壳体1内，当第一电动百叶窗112关闭时，此时第一电动百叶窗112则会封闭第一进风口111，使得外界空气无法通过第一进风口111进入壳体1内；第二进风口121和第二电动百叶窗122的原理与第一进风口111和第一电动百叶窗112的原理相同，故在此不做赘述。
23.本实施例中，如图1所示，所述出风侧13包括设于壳体1顶部的出风口131和设于出风口131处的风机132，风机132用于向壳体1外抽排空气；壳体1的底部具有集水槽14。
24.如图1所示，第一凝汽单元2包括供蒸汽通入的蒸发管束21，所述蒸发管束21位于第一进风侧11和第二进风侧12之间。第一凝汽单元2的具体结构为：第一凝汽单元2还包括进汽室22和凝结水室23，蒸发管束21由若干蒸发管构成，蒸发管束21设置在进汽室22和凝结水室23之间，蒸发管束21的一端与进汽室22连通，另一端
与凝结水室23连通，在进汽室22上设有第一蒸汽入口221，在凝结水室23上底部设有凝结水排出管231，凝结水室23的顶部设有不凝汽排出管232；工作时，蒸汽由第一蒸汽入口221进入进汽室22内，进而流入蒸发管束21内并在蒸发管束21内进行冷凝，蒸汽冷凝后形成凝结水流入凝结水室23内，最终由凝结水排出管231排出，而蒸发管束21内未冷凝的蒸汽形成不凝蒸汽同样会流入凝结水室23内，最终由不凝汽排出管232抽出。
25.喷淋组件3包括水泵32和喷淋管31，所述喷淋管31设于第二进风侧12与蒸发管束21之间用以朝向蒸发管束21进行喷淋；水泵32的进水端与集水槽14连通，出水端与喷淋管31连通，喷淋管31的底部设置有若干喷头；通过水泵32抽取集水槽14内的水至喷淋管31，最终由喷淋管31上的喷头喷向蒸发管束21。
26.如图1和图2所示，第二凝汽单元4包括供蒸汽通入的空冷管束，所述空冷管束位于第二进风侧12和出风侧13之间；第二凝汽单元4具有供蒸汽通入空冷管束中的第二蒸汽入口。
27.所述凝汽器能够在第一运行模式和第二运行模式之间进行切换；在第一运行模式下，第一进风侧11开启，第二进风侧12关闭，喷淋组件3处于工作状态，蒸汽同时通入蒸发管束21和空冷管束内；在第二运行模式下，第一进风侧11关闭，第二进风侧12开启，喷淋组件3处于停止状态，蒸汽通入空冷管束内。
28.其中第一运行模式可以适用于外界环境温度较高的情况下，比如夏季；第二运行模式则可以适用于温度较低的情况下，比如冬季。
29.由此可见，本实施例可以有两个运行模式：当外界环境温度较低时，此时可以将凝汽器切换至第二运行模式下，在此模式下，喷淋组件3处于停止状态，不需要进行工作，第一进风侧11关闭，第二进风侧12开启，此时蒸汽仅通入第二凝汽单元4中的空冷管束中，外界低温空气由第二进风侧12引入壳体1内并向出风侧13流动，在此过程中，低温空气掠过空冷管束，以与空冷管束内的蒸汽进行热交换，从而实现对空冷管束内的蒸汽的冷凝，由此可见，在此模式下，不需要第一凝汽单元2和喷淋组件3的参与，从而完全不需要消耗喷淋水资源，仅由外界低温空气对蒸汽进行冷凝即可。
30.而当外界环境温度较高时，此时仅依靠空冷管束难以完全冷凝所有的蒸汽，此时便可将凝汽器切换至第一运行模式，在此模式下，第一进风侧11开启，第二进风侧12关闭，喷淋组件3进入工作状态，蒸汽则同时通入蒸发管束21和空冷管束内，如此外界空气由第一进风侧11引入壳体1内并向出风侧13流动，在此过程中，喷淋管31喷出的喷淋水与蒸发管束21接触，以与蒸发管束21内流动的蒸汽实现热交换，从而冷凝蒸发管束21内的蒸汽；由第一进风侧11进入的空气则会向上依次掠过蒸发管束21和空冷管束，如此空气掠过空冷管束内时，会与空冷管束内的蒸汽实现热交换，从而冷凝空冷管束内的蒸汽。
31.而且在第一运行模式下，当空气掠过蒸发管束21时，会与喷淋水进行接触从而形成饱和湿空气，饱和湿空气自带水分，当其与空冷管束接触时，会进行蒸发吸热，从而产生一定作用的换热，进一步冷凝空冷管束内的蒸汽。
32.并且饱和湿空气与空冷管束内的蒸汽进行热交换后，空气的相对湿度降低，从而使得最终在出风侧13形成的白雾减少。
33.由此可见，在第一运行模式下，可以同时由空冷管束和蒸发管束21来对蒸汽进行冷凝，相当于利用了空冷管束分担一部分蒸汽冷凝工作，如此较之全部采用喷淋水配合蒸发管束21冷凝的方案，无疑会减少喷淋水的使用。
34.第二凝汽单元4的具体结构为：如图2-4所示，所述第二凝汽单元包括两个进汽支管42、两个抽汽支管43以及水管44；两进汽支管42、两抽汽支管43和水管相互平行设置。
35.所述水管44两端封闭且底部至少具有一个凝结水出口441；如图3和图4所示，所述空冷管束包括沿进汽支管42轴向并排布置的顺流空冷管束411和逆流空冷管束412；如图5所示，所述顺流空冷管束411和逆流空冷管束412均由若干并排均匀布置的空冷管40构成，所述空冷管40呈v型，具有顶端40a和分布在顶端40a两侧的两个侧端40b；换言之，空冷管40由两一端相连的管段组成，两管段呈v型布置，两管段的连接端构成所述顶端40a，两管段不相连的一端分别为两侧端40b，两个侧端40b对称布置在顶端40a的上部两侧。
36.如图3和图5所示，在顺流空冷管束411中，所述空冷管40的两个侧端40b分别与两进汽支管42连通，所述空冷管40的顶端40a与水管44连通。
37.如图3和图4所示，在逆流空冷管束412中，所述空冷管40的两个侧端40a分别与两抽汽支管43连通，所述空冷管40的顶端40a与水管44连通。
38.工作时，如图4所示，蒸汽由两进汽支管42通入顺流空冷管束411中的空冷管40中，蒸汽在该空冷管40中自上而下流动以进行冷凝（如图5所示），冷凝过程中形成的凝结水和不凝蒸汽最终流入水管44中，其中凝结水最终由凝结水出口441排出，而不凝蒸汽则会顺着水管流向逆流空冷管束412中的空冷管40中，具体的，不凝蒸汽在逆流空冷管束412的空冷管40中自下而上进行流动，不凝蒸汽最终流向两抽汽支管43内，通过与抽汽支管43连接的抽汽设备抽走。在此过程中，不凝蒸汽在逆流空冷管束412内自下而上流动过程中会与湿空气再次发生热交换，从而实现对不凝蒸汽的二次冷凝。
39.在本实施例中，结合图1和图3所示，所述第二凝汽单元4还包括进汽主管46和抽汽主管45，两进汽支管42汇集在进汽主管46上，由进汽主管46将蒸汽分别通入两进汽支管42，此时进汽主管46相当于前述的第二蒸汽入口；如图3和图4所示，两抽汽支管43汇集在抽汽主管45上，两抽汽支管43排出的不凝蒸汽由抽汽主管45排出，将抽汽设备与抽汽主管45连接即可。
40.本实施例中，如图3所示，所述顺流空冷管束411包括两组，分别为第一顺流空冷管束411a和第二顺流空冷管束411b，第一顺流空冷管束411a和第二顺流空冷管束411b结构相同；所述逆流空冷管束412位于第一顺流空冷管束411a和第二顺流空冷管束411b之间。如此设置目的在于，保证第一顺流空冷管束411a和第二顺流空冷管束411b中排出的不凝蒸汽都具备较短的流程排入逆流空冷管束412内。
41.其中，两所述进汽支管42均包括沿轴向依次相连的第一管段421和第二管段422，所述第一顺流空冷管束411a连接在第一管段421上，第二顺流空冷管束411b连接在第二管段422上；其中第一管段421的半径大于第二管段422的半径，蒸汽由第一管段421通入。其中第一管段421的半径r1和第二管段422的半径r2满足以下条件：，如图4所示，其
中l1为第一顺流空冷管束411a整体沿进汽支管42轴向的长度，l2为第二顺流空冷管束411b整体沿进汽支管42轴向的长度。
42.满足上述条件下，可以使得第一顺流空冷管束411a和第二顺流空冷管束411b内的蒸汽流速大致趋于相同，从而提高冷凝效果，而且这样的设计，可以节省整个进汽支管42的材料。
43.本实施例中，如图7所示，所述壳体1位于第一进风侧11和第二进风侧12之间的侧壁处开设有检修口15，所述检修口15上设有可开启的检修门151，检修门151可以采用螺钉安装的方式安装在壳体1侧壁上，或者将检修门151底部铰接在壳体1上，在检修门151的活动端设置对检修门151进行锁定的锁具，需要检修时，开启锁具向下翻转检修门151即可。采用这种具备第一凝汽单元和第二凝汽单元4配合检修口15的方式，可以利用在温度较低（比如冬季）时，蒸发管束21不运行的特点，通过打开检修门151，对蒸发管束21表面结垢进行清洗保养等操作，解决了传统蒸发空冷器只能在大检修时期才能进行维护保养问题。
44.实施例2：为了使得凝汽器可以自动根据环境温度来选择在第一运行模式和第二运行模式间切换，如图1-7所示，本实施例在实施例1的基础上做进一步的改进：如图1所示，本实施例还包括蒸汽总管5、控制单元和与控制单元连接用以检测环境温度的温度传感器；温度传感器可以设置在室外空间或者凝汽器附近，具体安装位置可根据实际需要进行选择。
45.如图1所示，蒸汽总管5与第一蒸汽入口221相连，且在第一蒸汽入口221上设置控制第一蒸汽入口221启闭的电动隔离阀6；第二蒸汽入口（即进汽主管46）与蒸汽总管5连通。
46.如图6所示，所述电动隔离阀6、第一进风侧11、第二进风侧12、喷淋组件3均受控于控制单元，具体的，电动隔离阀6、第一电动百叶窗112、第二电动百叶窗122、水泵32均与控制单元电连接，由控制单元控制动作，这里的控制单元可以采用现有的plc控制器。
47.当然，在第一凝汽单元的不凝汽排出管上也设置有电动隔离阀（图中未示出），以控制不凝汽排出管的通/断，为了作出区分，将该电动隔离阀记为第二电动隔离阀，其中点电动隔离阀与控制单元电连接，以受控于控制单元。
48.当温度传感器的检测温度高于控制单元预设的预设值（比如可以以0℃作为预设值）时，控制单元控制凝汽器切换至第一运行模式，具体动作为：控制单元控制电动隔离阀6开启、水泵32开启、第一电动百叶窗112开启，第二电动百叶窗122关闭、第二电动隔离阀开启；此时，蒸汽由蒸汽总管5分出两路，一路由第一蒸汽入口221进入蒸发管束21内配合喷淋组件3喷淋出的喷淋水进行冷凝，另一路则由进汽主管46分别导入两进汽支管42，最终由两进汽支管42导入顺流空冷管束411内进行冷凝，而外界空气则由第一进风口111进入壳体1内向出风侧13流动。
49.当温度传感器的检测温度低于预设值时，控制单元控制凝汽器切换至第二运行模式，具体动作为：控制单元控制电动隔离阀6关闭、水泵32关闭、第一电动百叶窗112关闭、第二电动百叶窗122开启，第二电动隔离阀关闭，蒸汽由蒸汽总管5通入，此时由于电动隔离阀6处于关闭状态，故蒸汽只能由蒸汽总管5进入进汽主管46，再依次流入进汽支管42和顺流空冷管束411中。
50.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在
不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。