防冻空气冷却器和空气冷却塔的制作方法

1.本实用新型涉及热交换设备技术领域，具体涉及一种防冻空气冷却器和空气冷却塔。


背景技术：

2.空气冷却器是一种是以环境空气作为冷却介质，使冷却管内的高温工艺流体得到冷却或冷凝的设备。
3.当空气冷却器设置在温度在零度以下的室外环境内时，空气冷却器的冷却管内的冷却水会受到低温而结冰，进而产生冷却管被冻住甚至冻裂的情况。


技术实现要素：

4.本实用新型是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：
5.高温气冷堆是一种第四代核电反应堆堆型，高温气冷堆在运行时配备有配套的余热排出系统，余热排出系统的功能是在反应堆正常运行期间执行反应堆舱室冷却功能，在事故条件下将反应堆的剩余发热载出并输送至最终热阱，以保证燃料包覆颗粒、堆内构件及反应堆压力容器温度低于规定的安全限值。
6.相关技术中，余热排出系统包括设置在室外较高位置的空气冷却塔，通过空气冷却塔实现热量的交换，以将反应堆余热排至大气。空气冷却塔是装有空气冷却器的塔形建筑物，在实际运行过程中发现，在冬季环境温度低于0℃时，空气冷却器存在冷却管被冻住的风险，会导致冷却管堵塞甚至冻裂的情况。
7.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。
8.为此，本实用新型的实施例提出一种防冻空气冷却器，该防冻空气冷却器具有冷却管不会被冻住或冻裂的优点。
9.本实用新型的实施例还提出一种空气冷却塔，该空气冷却塔具有冷却管不会被冻住或冻裂的优点。
10.本实用新型实施例的防冻空气冷却器包括：
11.壳体，所述壳体设有空气通道；
12.冷却管，所述冷却管与所述壳体相连，且所述冷却管的至少部分位于所述空气通道内；
13.伴热带，所述伴热带设在所述冷却管的外周面上。
14.本实用新型实施例的防冻空气冷却器通过在冷却管的外周面上设置伴热带，通过伴热带对冷却管和冷却管内的冷却水保温，从而避免冷却水结冰导致冷却管堵塞甚至冻裂。因此，本实用新型实施例的防冻空气冷却器具有冷却管不会被冻住或冻裂的优点。
15.在一些实施例中，所述冷却管包括直管段和弯管段，所述直管段和所述弯管段均位于所述空气通道内，所述直管段为多个，相邻两个所述直管段的一端通过所述弯管段相连，所述伴热带设在所述弯管段的外周面上。
16.在一些实施例中，所述空气通道沿第一方向延伸，所述直管段沿第二方向延伸，且多个所述直管段沿第一方向间隔排布，所述第二方向与所述第一方向之间成夹角，多个所述直管段中，位于空气通道的最上游的所述直管段设有出水管口，位于空气通道的最下游的所述直管段设有进水管口，所述弯管段为多个，多个所述弯管段中，位于空气通道的最上游的所述弯管段为第一弯管段，所述伴热带设在所述第一弯管段的外周面上。
17.在一些实施例中，所述冷却管为多个，多个所述冷却管沿第三方向间隔排布，所述第三方向与所述第一方向和所述第二方向之间均成夹角，所述伴热带沿所述第三方向延伸并顺序设在多个所述冷却管的第一弯管段的外周面上。
18.在一些实施例中，所述伴热带沿第一弯管段的周向环绕第一弯管段的外周面小于两周。
19.在一些实施例中，在相邻两个所述第一弯管段，其中一个所述第一弯管段的内侧与所述伴热带的在其厚度方向上的一端相连，另一个所述第一弯管段的外侧与所述伴热带的在其厚度方向上的另一端相连。
20.在一些实施例中，多个所述第一弯管段的内侧和外侧均与所述伴热带的在其厚度方向上的一端相连。
21.在一些实施例中，所述防冻空气冷却器还包括：
22.继电器，所述继电器与所述伴热带电连接；
23.第一温度传感器，所述第一温度传感器设在空气通道内，且所述第一温度传感器相对于所述冷却管位于所述空气通道的上游，所述第一温度传感器与所述继电器电连接以将所述第一温度传感器获取的实际进风温度传递至所述继电器并与预设进风温度对比，所述继电器在实际进风温度低于预设进风温度时将所述伴热带供电；和/或，
24.第二温度传感器，所述第二温度传感器设在所述伴热带上，所述第二温度传感器与所述继电器电连接以将所述第二温度传感器获取的实际伴热带温度传递至所述继电器并与预设伴热带温度对比，所述继电器在实际伴热带温度高于预设伴热带温度时将所述伴热带断电。
25.在一些实施例中，所述防冻空气冷却器还包括漏电保护器，所述漏电保护器与所述伴热带电连接。
26.本实用新型实施例的空气冷却塔包括：上述任一项实施例所述的防冻空气冷却器。
附图说明
27.图1是本实用新型实施例的防冻空气冷却器的部分结构示意图；
28.图2是图1中防冻空气冷却器的冷却管的结构示意图；
29.图3是本实用新型实施例的防冻空气冷却器的伴热带的连接结构示意图一；
30.图4是本实用新型实施例的防冻空气冷却器的伴热带的连接结构示意图二。
31.附图标记：
32.1.壳体；2.空气通道；3.冷却管；31.弯管段；311.第一弯管段；32.直管段；4.伴热带；5.第一温度传感器。
具体实施方式
33.下面详细描述本实用新型的实施例，所述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。
34.下面参考附图1-附图4描述根据本实用新型实施例的防冻空气冷却器和空气冷却塔。
35.如图1-图4所示，本实用新型实施例的防冻空气冷却器包括壳体1、冷却管3和伴热带4，壳体1设有空气通道2，冷却管3与壳体1相连，且冷却管3的至少部分位于空气通道2内，伴热带4设在冷却管3的外周面上。
36.本实用新型实施例的防冻空气冷却器通过在冷却管的外周面上设置伴热带，通过伴热带对冷却管和冷却管内的冷却水保温，从而避免冷却水结冰导致冷却管堵塞甚至冻裂。因此，本实用新型实施例的防冻空气冷却器具有冷却管不会被冻住或冻裂的优点。
37.如图1所示，冷却管3位于空气通道2内，冷却管3的一个端口设有出水管口33，另一个端口设有进水管口34，壳体1上设有进水口和出水口，出水管口33与出水口通过管路连接，进水管口34与进水口通过管路连接。
38.可以理解的是，冷却管的结构不限于全部位于空气通道内，在另一些实施例中，冷却管设有出水管口的部分和设有进水管口的部分贯穿壳体，以使出水管口和进水管口位于壳体外。
39.在一些实施例中，冷却管3包括直管段32和弯管段31，直管段32和弯管段31均位于空气通道2内，直管段32为多个，相邻两个直管段32的一端通过弯管段31相连，伴热带 4设在弯管段31的外周面上。
40.如图1和图2所示，冷却管3呈“s”形，多个直管段32沿上下方向间隔排布，其中，由下向上排列的第1个直管段32的右端与第2个直管段32的右端通过一个弯管段31连通，第2个直管段32的左端与第3个直管段32的左通过另一个弯管段31连通，其余的直管段 32和弯管段31也按此规律依次连接。冷却管3的全部弯管段31或部分弯管段31的外周面上设有伴热带4。
41.冷却水在的冷却管内流动的过程中，受到低温冰冻的影响，在弯管段由于局部流动阻力相较于直管段较大大，因此容易形成冰冻点。此外，由于弯管段在弯曲塑性的加工过程中会形成局部应力，弯管段的内侧受到挤压应力，弯管段的外侧受到拉伸剪切应力，因此弯管段的外侧管壁较薄，同时，冷却水在弯管段内产生方向的转变，因此结冰的冷却水会对弯管段的外侧形成冲击。从而导致冷却水更容易在弯管段内结冰，且当冷却管内的冷却水结冰膨胀时，弯管段的外侧最容易产生破裂。因此伴热带设在弯管段的外周面上能够有效避免弯管段内的冷却水结冰，从而避免胀裂弯管段或冲击导致弯管段破裂。
42.可以理解的是，伴热带不限于仅设在弯管段的外周面上，在另一些实施例中，伴热带也可以同时设在直管段和弯管段的外周面上；或者仅设在直管段的外周面上，例如当冷却管不具有弯管段，而包括多个间隔设置的直管段时，伴热带设在直管段的外周面上。
43.在一些实施例中，空气通道2沿第一方向(如图1所示的上下方向)延伸，直管段32 沿第二方向(如图1所示的左右方向)延伸，且多个直管段32沿第一方向间隔排布，第二方向与第一方向之间成夹角，多个直管段32中，位于空气通道2的最上游的直管段32设有出水管
口33，位于空气通道2的最下游的直管段32设有进水管口34，弯管段31为多个，多个弯管段31中，位于空气通道2的最上游的弯管段31为第一弯管段311，伴热带4设在第一弯管段311的外周面上。
44.如图1和图2所示，空气通道2沿上下方向延伸，且用于风冷的空气从下向上流动，图1中箭头的指向为空气的流向，“s”形的冷却管3中的多个直管段32沿上下方向间隔排布，其中位于顶端的直管段32设有进水管口34，位于底端的直管段32设有出水管口33，冷却水由进水管口34进入冷却管3内并向下流动，然后从出水管口33排出，换言之，冷却水的流向与空气的流向相反。冷却管3中位于底端的弯管段31为第一弯管段311，伴热带4设在第一弯管段311的外周面上。
45.由于冷却水的流向与空气的流向相反，因此，位于空气通道的最上游且最靠近出水管口的弯管段相较于其他的弯管段温度更低，更容易出现冷却水结冰的情况，因此伴热带设在第一弯管段的外周面上能够有效避免冷却管堵塞或冻裂。
46.可以理解的是，伴热带不限于仅设在第一弯管段的外周面上，多个直管段不限于沿上下方向间隔排布，在另一些实施例中，多个直管段沿左右方向或者垂直与页面的前后方向间隔排布，多个弯管段的外周面上均设有伴热带。
47.在一些实施例中，冷却管3为多个，多个冷却管3沿第三方向(如图1所示垂直页面的方向)间隔排布，第三方向与第一方向和第二方向之间均成夹角，伴热带4沿第三方向延伸并顺序设在多个冷却管3的第一弯管段311的外周面上。
48.伴热带沿多个冷却管的排布方向延伸并顺序设在多个冷却管的第一弯管段的外周面上，从而能够通过一个伴热带同时对多个冷却管进行保温。需要说明的是，由于伴热带是同时设置多个冷却管的外周面上，因此其与相关技术中，伴热带的螺旋缠绕结构、波浪缠绕结构、以及沿管道轴向的直线缠绕结构均不同。
49.在一些实施例中，伴热带4沿第一弯管段311的周向环绕第一弯管段311的外周面小于两周。此时已能够满足对第一弯管段的保温需求，同时能够节省伴热带的使用长度以减小成本，并能够减小伴热带的占用空间，在多个冷却管之间的间隙较小时，也能够实现设置伴热带。
50.在如图3所示的实施例中，在相邻两个第一弯管段311，其中一个第一弯管段311的内侧与伴热带4的在其厚度方向上的一端相连，另一个第一弯管段311的外侧与伴热带4的在其厚度方向上的另一端相连。
51.多个冷却管3沿图3中所示的前后方向间隔排布，多个冷却管3的第一弯管段311沿前后方向间隔排布，伴热带4沿前后延伸并顺序连接多个第一弯管段311，且内侧连接伴热带4的第一弯管段311和外侧连接伴热带4的第一弯管段311在前后方向上一一间隔排布。在任一第一弯管段311的外周面上，与其接触的伴热带4的部分沿该第一弯管段311 的周向延伸，并环绕该第一弯管段311的外周面小于一周。
52.在如图4所示的实施例中，多个第一弯管段311的外周面均与伴热带4的在其厚度方向上的一端相连。
53.多个冷却管3沿图4中所示的前后方向间隔排布，多个冷却管3的第一弯管段311沿前后方向间隔排布，伴热带4沿前后延伸并顺序连接多个第一弯管段311。在任一第一弯管段311的外周面上，与其接触的伴热带4的部分沿该第一弯管段311的周向延伸，并环绕该第
一弯管段311的外周面大于等于一周并小于两周。
54.在一些实施例中，本实用新型实施例的防冻空气冷却器还包括继电器、第一温度传感器5和/或第二温度传感器，继电器与伴热带4电连接。
55.第一温度传感器5设在空气通道2内，且第一温度传感器5相对于冷却管3位于空气通道2的上游，第一温度传感器5与继电器电连接以将第一温度传感器5获取的实际进风温度传递至继电器并与预设进风温度对比，继电器在实际进风温度低于预设进风温度时将伴热带4供电。
56.第二温度传感器设在伴热带4上，第二温度传感器与继电器电连接以将第二温度传感器获取的实际伴热带温度传递至继电器并与预设伴热带温度对比，继电器在实际伴热带温度高于预设伴热带温度时将伴热带4断电。
57.如图1所示，空气通道2内设有连接冷却管3和壳体1的支架，支架上设有第一温度传感器5，且第一温度传感器5位于冷却管3的下方，以用于获取未与冷却管3进行热交换的实际进风温度。继电器可以设在壳体1上，也可以设在壳体1外的其他部件上，通过人工操作继电器可以控制伴热带的断电与供电，同时当实际进风温度低于继电器的预设进风温度时，例如，预设进风温度为0℃，实际进风温度低于0℃，此时继电器也会将伴热带供电。伴热带4上设有第二温度传感器，第二温度传感器用于获取伴热带的实际伴热带温度，当实际伴热带温度高于继电器的预设伴热带温度时，例如，预设伴热带温度为25℃，实际伴热带温度高于25℃，此时伴热带的温度不利于冷却管内冷却水的风冷，此时继电器会将伴热带断电。
58.可以理解的是，在另一些实施例中，第一温度传感器和第二温度传感器也可以仅设置其中一个；也可以不设有第一温度传感器、第二温度传感器和继电器。
59.在另一些实施例中，本实用新型实施例的防冻空气冷却器还包括漏电保护器，漏电保护器与伴热带4电连接。
60.当漏电保护器检测到漏电时，漏电保护器将伴热带断电，且漏电保护器优先于继电器，在通过人工控制继电器或者通过第一温度传感器和第二温度传感器控制继电器时，如果存在漏电，继电器则无法将伴热带供电。
61.本实用新型实施例的空气冷却塔包括本实用新型实施例的防冻空气冷却器。从而具有冷却管不会被冻住或冻裂的优点。
62.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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。
63.此外，术语“第一”、“第二”仅用于部件区分，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。
64.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。
65.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。
66.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。
67.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。