疏水冷却装置的制作方法

1.本实用新型涉及散热设备技术领域，具体地，涉及一种疏水冷却装置。


背景技术：

2.核电厂、火电厂等单位通常在厂区敷设很多蒸汽管道，蒸汽在输送过程中因温度降低而冷凝，需要在厂区设置多个疏水点。相关技术中，为降低疏水温度，企业通常将疏水与凉水掺混，由此浪费了水资源，增大了排放水量，还增加了水泵等设备的能耗。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的实施例提出一种疏水冷却装置,该疏水冷却装置具有节约水资源以及降低水泵能耗的优点。
4.根据本实用新型实施例的疏水冷却装置包括箱体和换热器，所述箱体包括上下隔绝开的冷凝腔和蒸发腔，所述箱体具有连通所述冷凝腔和外界的散热孔，以及具有连通蒸汽管道和所述蒸发腔的接口；所述换热器包括设于所述冷凝腔内的第一换热部和设于所述蒸发腔内的第二换热部，所述第一换热部和所述第二换热部相连通并构成闭合回路，所述第二换热部中的至少部分置于所述蒸发腔内的疏水液面之下。
5.根据本实用新型实施例的疏水冷却装置，疏水中的热量可以通过换热器源源不断地传导至空气中，实现了疏水的散热和冷却效果。此外，利用空气散热避免了凉水的引入，由此，减少了水泵等设备的能耗，节约了水资源，减少了排放水量。
6.在一些实施例中，所述换热器为分离式热管换热器，所述分离式热管换热器包括冷凝段、蒸发段、蒸汽上升管和液体下降管，所述冷凝段成型所述第一换热部；所述蒸发段成型所述第二换热部；所述蒸汽上升管连通所述冷凝段的顶端和所述蒸发段的顶端；所述液体下降管连通所述冷凝段的底端和所述蒸发段的底端。
7.在一些实施例中，所述冷凝段或所述蒸发段的管壳的周壁上设有多个翅片。
8.在一些实施例中，所述疏水冷却装置还包括第一阀门、疏水器和第二阀门，所述第一阀门、所述疏水器和所述第二阀门串接在所述蒸汽管道和所述接口之间。
9.在一些实施例中，所述蒸发腔内设有置于所述蒸发段上方并与所述蒸发段对应的喷嘴组件，所述喷嘴组件和所述接口相连，所述喷嘴组件包括多个喷嘴。
10.在一些实施例中，所述箱体还包括溢流管和储水腔，所述蒸发腔位于所述储水腔的上方，所述溢流管的第一端和所述蒸发腔相连，所述溢流管的第二端和所述储水腔相连，所述溢流管上设有第三阀门。
11.在一些实施例中，所述疏水冷却装置还包括液位传感器、抽水管、控制模块以及水泵，所述抽水管的第一端与所述储水腔连通并置于所述储水腔的底部，所述抽水管的第二端置于所述箱体的外部并与所述水泵相连，所述液位传感器安装于所述储水腔并与所述控制模块电连接，所述控制模块和所述水泵电连接。
12.在一些实施例中，所述疏水冷却装置还包括第一隔板和第二隔板，所述第一隔板设于所述箱体内并分隔所述冷凝腔和所述蒸发腔，所述第二隔板设于所述箱体内并分隔所述蒸发腔和所述储水腔。
13.在一些实施例中，所述第二隔板上设有用于集水的凹槽，所述凹槽呈环形并在所述第二隔板的周向延伸；或者，所述凹槽位于所述第二隔板的一侧，所述第二隔板向所述凹槽所在位置倾斜以便于疏水流向所述凹槽；
14.所述疏水冷却装置还包括排水管和排水阀，所述排水管的第一端和所述凹槽的底部连通，所述排水管的第二端置于所述箱体的外侧并和所述排水阀相连。
15.在一些实施例中，所述疏水冷却装置还包括百叶和冷却风机，所述百叶设于所述箱体的壁面并构成所述散热孔，所述冷却风机设于所述箱体并连通所述冷凝腔和外界。
附图说明
16.图1是根据本实用新型实施例的疏水冷却装置的增设冷却风机的示意图。
17.图2是根据本实用新型实施例的疏水冷却装置的不设冷却风机的示意图。
18.附图标记：
19.1、箱体；11、冷凝腔；12、蒸发腔；121、喷嘴；13、散热孔；14、溢流管；141、第三阀门；15，储水腔；151、液位传感器；152、抽水管；153、水泵；154、控制模块；16、第一隔板；17、第二隔板；171、凹槽；172、排水管；173、排水阀；
20.2、换热器；21、第一换热部；22、第二换热部；
21.3、分离式热管换热器；31、冷凝段；32、蒸发段；33、蒸汽上升管；34、液体下降管；36、端盖；37、管壳；38、翅片；
22.4、第一阀门；5、疏水器；6、第二阀门；7、百叶；8、冷却风机；9、蒸汽管道。
具体实施方式
23.下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
24.下面结合图1-2描述根据本实用新型实施例的疏水冷却装置。
25.如图1和图2所示，根据本实用新型实施例的疏水冷却装置包括箱体1和换热器2，箱体1包括上下隔绝开的冷凝腔11和蒸发腔12，箱体1具有连通冷凝腔11和外界的散热孔13，以及具有连通蒸汽管道9和蒸发腔12的接口。换热器2包括设于冷凝腔11内的第一换热部21和设于蒸发腔12内的第二换热部22，第一换热部21和第二换热部22相连通并构成闭合回路，第二换热部22中的至少部分置于蒸发腔12内的疏水液面之下，以便于对疏水充分冷却。
26.根据本实用新型实施例的疏水冷却装置，蒸汽管道9中的疏水通过接口流入蒸发腔12内，经冷却后汇聚于蒸发腔12的底部，由此在蒸发腔12内形成疏水液面。由于疏水温度较高，第二换热部22中的液体工质吸收疏水的热量后蒸发并生成蒸汽，该蒸汽上升至第一换热部21并与外界空气进行热交换，之后，该蒸汽温度降低，再次液化并成为冷凝液，然后，冷凝液再次由第一换热部21流回第二换热部22，至此，完成了一次循环。在热循环的过程
中，疏水冷却装置实现了将疏水的热量传导至空气中的效果。
27.随后，重复上述过程，热循环持续进行。由此，疏水中的热量可以源源不断地传导至空气中，实现了疏水的散热和冷却效果。此外，利用空气散热避免了凉水的引入，由此，减少了水泵153等设备的能耗，节约了水资源，减少了排放水量。
28.另外，本实用新型实施例的疏水冷却装置还可集中收集蒸汽管道9的疏水以及集中处理疏水。
29.其中，第一换热部21的至少部分置于蒸发腔12内的疏水液面之下，增大了第一换热部21和疏水的换热面积，提高了两者的换热效率，由此提升了疏水的冷却速度和冷却效果。
30.可以理解地，上述蒸汽首先与冷凝腔11内的空气进行热交换，随后，冷凝腔11内的空气再通过散热孔13和冷凝腔11外的空气进行热交换，由此，实现蒸汽散热的效果。
31.可以理解地，冷凝腔11位于蒸发腔12上方。
32.为了便于理解，图1中的箭头a所示为疏水冷却装置的上下方向/竖向。
33.在一些实施例中，如图1所示，换热器2为分离式热管换热器32，分离式热管换热器32包括冷凝段31、蒸发段32、蒸汽上升管33和液体下降管34，冷凝段31成型第一换热部21。蒸发段32成型第二换热部22。蒸汽上升管33连通冷凝段31的顶端和蒸发段32的顶端。液体下降管34连通冷凝段31的底端和蒸发段32的底端。
34.当蒸发段32内的液体工质受热并转化为蒸汽后，该蒸汽上升，蒸汽上升管33用于承接该蒸汽并引导该蒸汽进入冷凝段31内。当该蒸汽在冷凝段31内放热并液化为冷凝液后，冷凝液在液体下降管34回流至蒸发段32内。
35.本实施例中的分离式热管换热器32具有传热效率高、可靠性高的特点。
36.具体地，在本实施例中，蒸发段32和冷凝段31的结构相同，均包括：端盖36和管壳37，端盖36有两个并在竖向间隔开，端盖36带有空腔。管壳37的数量有多个并均匀分布在两个端盖36之间，管壳37的两端分别和相对的端盖36连通。
37.其中，端盖36所在的平面平行于水平面，管壳37在竖向延伸。
38.其中，端盖36相当于管壳37的集管，用于汇集和流通工质。
39.其中，管壳37和端盖36焊接。
40.在一些实施例中，如图1所示，冷凝段31或蒸发段32的管壳的周壁上设有多个翅片38。
41.翅片38的设计增大了冷凝段31/蒸发段32的管壳37的换热面积，提高了冷凝段31/蒸发段32的换热效率，由此提升了疏水的冷却速率。
42.优选地，多个翅片38设于冷凝段31的管壳37的周壁上并在冷凝段31的管壳37的周壁上均匀分布。
43.由此，进一步加快了冷凝段31的管壳37内的蒸汽的散热和冷凝。
44.在一些实施例中，如图1所示，疏水冷却装置还包括第一阀门4、疏水器5和第二阀门6，第一阀门4、疏水器5和第二阀门6串接在蒸汽管道9和接口之间。
45.第一阀门4和第二阀门6用于控制疏水流动的通断。疏水器5所排出的疏水经第二阀门6和接口汇聚于蒸发腔12内。
46.另外，上述设置增强了系统的安全性。具体为，当疏水器5内漏时，疏水会通过第二
阀门6流入蒸发腔12内。在人员检修时，如果疏水器5发生内漏，依旧在疏水冷却装置内部流动，由此保证了检修人员的安全。另外，该内漏虽然可能造成蒸汽从蒸汽管道9内流出的情况，但是，蒸汽仍然是通过疏水器5流入蒸发腔12，并在蒸发腔12内被冷却，不会出现蒸汽泄漏至厂区的情况，由此再一次提高了疏水冷却装置的安全系数。
47.具体地，第一阀门4和第二阀门6均为截止阀。
48.在一些实施例中，蒸发腔12内设有置于蒸发段32上方并与蒸发段32对应的喷嘴组件，喷嘴组件和接口相连，喷嘴组件包括多个喷嘴121。
49.疏水器5中的疏水通过喷嘴121在蒸发段32的上方喷出，被冷却后汇聚于蒸发腔12的底部。
50.喷嘴121用于细化疏水，增加其与蒸发段32的接触面积，从而使其与蒸发段32充分换热，达到快速降温的效果。
51.多个喷嘴121的设计进一步细化了疏水，增大了疏水与周围介质的接触面积。另外，疏水在蒸发腔12内的喷射范围更广，增大了对于蒸发腔12内空间的利用率，增强了疏水和蒸发段32的换热面积，从而，进一步提升了两者的换热效率和换热效果。
52.其中，喷嘴121位于蒸汽管道9的下方，由此，疏水的重力便成为疏水流动的驱动力，利于疏水流向喷嘴121。另外，疏水由高温高压的蒸汽管道9排出，具有适当的压力，该压力也是疏水流向喷嘴121的动力之一。
53.具体地，多个喷嘴121形成喷水区，多个喷嘴121在喷水区内均匀分布，喷水区覆盖蒸发段32的上方。
54.在一些实施例中，如图1所示，箱体1还包括溢流管14和储水腔15，蒸发腔12位于储水腔15的上方，溢流管14的第一端和蒸发腔12相连，溢流管14的第二端和储水腔15相连，溢流管14上设有第三阀门141。
55.储水腔15用于储存被冷却后的疏水，溢流管14用于控制蒸发腔12内的水位，具体为，当蒸发腔12内的水位超过溢流管14的第一端的高度时，疏水由溢流管14的第一端流入溢流管14中，并经溢流管14流入储水腔15内。
56.由此，实现了冷却后的疏水的收集。其中，疏水的自重用于驱动疏水由蒸发段32向储水腔15的流动。
57.具体地，第三阀门141为截止阀，用于控制溢流管14内疏水流动的通断。
58.可以理解地，溢流管14的第一端在蒸发段32的底端的上方，由此实现蒸发段32的至少部分浸入液面以下。
59.在一些实施例中，如图1所示，疏水冷却装置还包括液位传感器151、抽水管152、控制模块154以及水泵153，抽水管152的第一端与储水腔15连通并置于储水腔15的底部，抽水管152的第二端置于箱体1的外部并与水泵153相连，液位传感器151安装于储水腔15并与控制模块154电连接，控制模块154和水泵153电连接。
60.液位传感器151用于测量储水箱中的疏水水位，当该疏水水位达到高液位的设定值时，控制模块154接收液位传感器151的液位信号并由此控制水泵153的启动，水泵153将储水腔15内的疏水排至集中处理点。当该疏水水位达到低液位的设定值时，控制模块154接收液位传感器151的液位信号并由此控制水泵153的关闭。
61.由此，水泵153的设计有效地解决了标高低的疏水点无法靠重力或背压排水的问
题。
62.同时，液位传感器151根据储水腔15中的液位控制水泵153的启停，避免了水泵153连续运转，降低能耗，节约能源。
63.具体地，液位传感器151和控制模块154以及控制模块154和水泵153通过控制线相连。
64.在一些实施例中，如图1所示，疏水冷却装置还包括第一隔板16和第二隔板17，第一隔板16设于箱体1内并分隔冷凝腔11和蒸发腔12，第二隔板17设于箱体1内并分隔蒸发腔12和储水腔15。
65.由此，第一隔板16和第二隔板17实现了冷凝腔11、蒸发腔12和储水腔15相互隔绝的效果。
66.在一些实施例中，如图1所示，第二隔板17上设有用于集水的凹槽171，凹槽171呈环形并在第二隔板17的周向延伸。这样设计凹槽171，便于第二隔板17上的杂质和疏水流向凹槽171，继而能够将杂质和疏水排干净。
67.或者，凹槽171位于第二隔板17的一侧，第二隔板17向凹槽171所在位置倾斜以便于疏水流向凹槽171。凹槽171用于汇集第二隔板17上的疏水和杂质，便于集中排空和排净上述疏水和杂质。
68.疏水冷却装置还包括排水管172和排水阀173，排水管172的第一端和凹槽171的底部连通，排水管172的第二端置于箱体的外侧并和排水阀173相连。
69.排水阀173用于控制排水管172的通断。
70.可以理解地，当凹槽171位于第二隔板17的一侧时，第二隔板17远离凹槽171的部分高于邻近凹槽171的部分。
71.在一些实施例中，如图1所示，疏水冷却装置还包括百叶7和冷却风机8，百叶7设于箱体1的壁面并构成散热孔13，冷却风机8设于箱体1并连通冷凝腔11和外界。
72.百叶7一方面用于空气的流通，便于冷凝腔11内外空气的热交换；另一方面，百叶7可以调节，便于调节空气流量，从而调整换热速率。
73.需要说明地，箱体1的横截面形状优选为矩形，百叶7可以设置于箱体1的一个周壁上，也可以是，百叶7的数量有多个，分设于箱体1的多个周壁上，本实施例不以此为限制。另外，冷却风机8可以设置于箱体1的顶壁，也可以设置于箱体1的任一周壁上。
74.当本实用新型应用于空气温度相对较高的环境时，冷却风机8用于强制冷却空气，由此降低冷凝腔11内的温度，从而提高换热效率，便于冷凝段31的蒸汽散热。
75.根据本实用新型实施例的疏水冷却装置，其冷却风机8的设置可随应用环境而调整。例如，部分地区或场所空气温度较低(如北方地区冬季室外)，分离式热管散热器的蒸发段32和冷凝段31温差较大，仅靠室外空气自然冷却即可取得很好的冷却效果，在该环境下，可不增设冷却风机8，以降低设备和运行成本。
76.而部分地区或场所在夏季的空气温度相对较高，可以在疏水冷却装置中增设冷却风机8，由此达到人工降低气温的效果。
77.综上，本实用新型实施例的疏水冷却装置，具有以下有益效果：
78.本实用新型对蒸汽管道9的疏水进行冷却、储存、输送，便于疏水的收集和集中处理，解决了疏水、蒸汽泄漏至厂区，影响厂区美观和人员安全的问题。
79.本实用新型设置了水泵153，解决了标高低的疏水点无法靠重力或背压收集的问题。
80.本实用新型采用传热性能好、体积小、重量轻的分离式热管换热器32对疏水进行冷却，不需要掺混凉水对疏水降温，节约水资源，并便于疏水的集中处理。
81.本实用新型增强了整机的安全性，疏水器5串接在接口和蒸汽管道9之间，在人员检修时即使疏水器5发生内漏，也不会影响人员安全。
82.本实用新型结构紧凑，布置合理，各部件之间便于组装，可集成为一整套设备。
83.本实用新型水泵153的机械动力作为疏水输出的驱动力，替代了相关技术中蒸汽管道9的背压和疏水的重力作为疏水输出的驱动力的实施方式，为保持背压和重力的驱动效果的有效，用于输送疏水的疏水管和蒸汽管道9的设置需考虑两者的相对标高，而本实用新型中水泵153的引入解决了疏水管和蒸汽管道9的设置形式彼此受限的问题。
84.另外，疏水冷却装置集中收集蒸汽管道9的疏水并对疏水进行冷却，然后将冷却后的疏水通过水泵153输送至集中处理点，也可解决疏水因疏水管的敷设标高限制仅靠重力和背压无法顺畅排放的问题。
85.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
86.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
87.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
88.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
89.在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将
本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
90.尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本实用新型的保护范围内。