空冷式蒸汽冷凝設(shè)備用蒸汽冷凝導(dǎo)熱管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及作為可適用于大規(guī)模發(fā)電設(shè)備等的空冷式冷卻模塊的核心部件的鋁 材質(zhì)的蒸汽冷凝導(dǎo)熱管。
【背景技術(shù)】
[0002] 在核電廠或火力發(fā)電廠，以鈾、石油、煤炭等作為燃料產(chǎn)生熱量并利用該熱量對循 環(huán)于系統(tǒng)的水進行加熱而產(chǎn)生蒸汽。所產(chǎn)生的蒸汽通過轉(zhuǎn)動渦輪機產(chǎn)生電，而通過渦輪機 的蒸汽經(jīng)冷凝機冷卻重新變成水。尤其是，在蒸汽循環(huán)發(fā)電方式中，用水冷卻冷凝過程的水 冷式需要大量的冷卻水，因此，用于冷凝機的冷卻水使用海水。因此，為了順利供應(yīng)及排出 用作冷凝水的海水，一般設(shè)置在接近海岸的地方。
[0003] 但是，用作冷卻水的海水在經(jīng)過發(fā)電廠的冷卻系統(tǒng)的過程中變成加溫的狀態(tài)被排 出。目前，從發(fā)電廠排出的加溫狀態(tài)的排出水以每小時數(shù)百噸的量排出至海中。排出至海 中的加溫狀態(tài)的排出水可能引起通過升高海水的溫度破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)等環(huán)境問題。另 外，在國土的大部分由陸地構(gòu)成的國家中，因供應(yīng)至蒸汽冷凝器的冷卻水的量絕對不足，難 以將水冷式冷凝機用作冷卻系統(tǒng)。
[0004] 考慮到上述問題，最近開發(fā)出使用空冷式冷凝機的發(fā)電設(shè)備廣泛用于中國、美國 等國家的海水供應(yīng)不足的內(nèi)陸地區(qū)的發(fā)電設(shè)備中。在使用上述空冷式冷凝機時，雖然較之 現(xiàn)有的水冷式冷凝機存在設(shè)備的體積大的缺點，但因為可用于非海岸的內(nèi)陸地區(qū)，因此，較 之必需使用水冷式冷凝機的發(fā)電設(shè)備，可相對靈活地選擇發(fā)電廠用地。另外，沒有因冷凝水 的流出入導(dǎo)致海水的溫度上升引起的海洋污染，從而被視為環(huán)保發(fā)電設(shè)備，受到矚目。
[0005] 在上述空冷式冷凝機使用大量的導(dǎo)熱管（tube)，而上述導(dǎo)熱管根據(jù)其形狀可分為 SRC管（SingleRowCondenserTube)和MRG管（MultiRowGalvanizedtube)導(dǎo)熱管。
[0006] 發(fā)電設(shè)備用蒸汽冷凝導(dǎo)熱管具有在鋁和鋼層壓材質(zhì)的復(fù)合金屬腔（cladtube)的 兩面釬焊鋁條形翅片，進行接合的結(jié)構(gòu)。發(fā)電設(shè)備用蒸汽冷凝導(dǎo)熱管中，釬焊后鋁的外部表 面組織經(jīng)氧化變性為氧化鋁，因此，在空氣中不會發(fā)生的一定限度以上的表面腐蝕。另外， 與鋁片融合的復(fù)合金屬腔的外表面的與鋁復(fù)合材料的界面因為是完全的金屬熔融狀態(tài)的 結(jié)合組織，因此，沒有腐蝕，熱傳遞效果可以長期持續(xù)。
[0007] 發(fā)電設(shè)備用蒸汽冷凝導(dǎo)熱管截面，維持相對于容易形成蒸汽冷凝所需真空的圓形 的小型（1〃~2〃）導(dǎo)熱管5~10倍以上的寬的截面，具有相對寬的截面積，容易快速去除 作為不可凝氣體（non-condensablegas)內(nèi)部空氣,從而初始設(shè)備啟動運行快,且因較之截 面小的導(dǎo)熱管其冷凝水流量多，因此，在冬季運行時，具有不會發(fā)生冷凝水的內(nèi)部結(jié)冰作用 的優(yōu)點。
[0008] 另外，在作為傳統(tǒng)的熱交換機用導(dǎo)熱管形式的MRG管導(dǎo)熱管的情況下，在圓筒形 導(dǎo)熱管的外部用各種方法附著用于增加傳染效果的冷卻片。形成金屬熔融結(jié)合的方法有 同一種金屬電阻焊接方式，而焊接的冷卻片最接近導(dǎo)熱管原來的效果，但為了具備適合于 電阻焊接的冷卻片的截面需增加冷卻片，冷卻片厚度也加大，而難以設(shè)置大量的冷卻片。因 此，導(dǎo)熱面積的減少導(dǎo)致冷卻效率的降低。
[0009] 為解決上述問題，可以在導(dǎo)熱管的表面嵌入（embedded)的方式插入冷卻片制作 而成，但在開始運行之后，暴露于大氣中經(jīng)過2~3個月之后，在不同金屬之間的界面層發(fā) 生腐蝕，急劇降低作為導(dǎo)熱管的主要功能的熱傳遞能力，從而導(dǎo)致設(shè)備本身的性能上的問 題
[0010] 到目前為止，國內(nèi)外的空冷式熱交換機的導(dǎo)熱主要通過MRG管導(dǎo)熱管完成，其原 因是發(fā)電設(shè)備用蒸汽冷凝導(dǎo)熱管耐壓性能差，且相對于MRG管導(dǎo)熱管其制作成本高昂。但 是，在發(fā)電設(shè)備的冷凝設(shè)備中，真空度越高蒸汽冷凝越容易，而在發(fā)電設(shè)備的蒸汽冷凝導(dǎo)熱 管內(nèi)部存在真空壓差，因此，作為發(fā)電設(shè)備的冷凝設(shè)備用導(dǎo)熱管，較之MRG管導(dǎo)熱管，發(fā)電 設(shè)備用蒸汽冷凝導(dǎo)熱管的效果相對更好。
[0011] 1990年代之后，尤其是，在歐美國家已開發(fā)使用的現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)電設(shè)備用蒸汽冷 凝導(dǎo)熱管的情況下，因其落后的生產(chǎn)方式，鋁片和復(fù)合金屬腔的釬焊工藝中的不良率很高， 成為增加產(chǎn)品單價的重要的因素。
[0012] 在現(xiàn)有技術(shù)中，為釬焊復(fù)合金屬腔和鋁片，上下設(shè)置鋼質(zhì)的固定用框架并在按鋁 片、復(fù)合金屬腔、鋁片的順序進行設(shè)置，接著在上述鋁片和復(fù)合金屬腔相對的部分涂布焊劑 之后，用固定用鋼絲或夾具（Jig)捆綁投入電加熱爐。則在高溫的電加熱爐內(nèi)部，因上述鋼 材質(zhì)的固定用框架的自身重量，鋁片被加壓并融合于上述復(fù)合金屬腔的上、下部表面。但 是，若上述鋁片部分加熱過度或受過大的力，則出現(xiàn)上述鋁片不僅融合于復(fù)合金屬腔，還融 合于框架的情況。此時，為分離鋁片和框架而用焊炬等進行作業(yè)，則產(chǎn)品容易受損，甚至變 成無法使用的狀態(tài)。
[0013] 另外，復(fù)合金屬腔的材質(zhì)由碳鋼（carbonsteel)和錯1050合金構(gòu)成，而錯片為條 形翅片，其材質(zhì)為加工成在鋁合金3003的表面露出作為Al-Si系合金的鋁4XXX的鋁合金。 此時，鋁4XXX是以硅（Si)作為主添加成分的非熱處理合金，用作焊接材料，較之一般用于 建材、車輛材料及各種材料的鋁合金3003昂貴。
[0014] 將相對高價的鋁4XXX作為條形翅片的原因是，在上述復(fù)合金屬腔和條形翅片釬 焊結(jié)合時，使從條形翅片露出的鋁合金4343或4045材質(zhì)，在通過加熱與復(fù)合金屬腔在內(nèi)部 被釬焊的過程中，形成良好的填充物（filler)。但是，實際上形成填充物的鋁4XXX部分只是 整體條形片中復(fù)合金屬腔和條形翅片接觸的部分，其余部分無需使用鋁合金4343或4045， 從而在節(jié)省成本的方面需要進行改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明的空冷式蒸氣冷凝設(shè)備用蒸氣冷凝導(dǎo)熱管可節(jié)省材料費，提高生產(chǎn)產(chǎn)率。
[0016] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題不受所述技術(shù)課題的限制，而對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而 言，未被提及的其他技術(shù)課題可通過下面的內(nèi)容變得明了。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的空冷式蒸汽冷凝設(shè)備用蒸汽冷凝導(dǎo)熱管，包括：復(fù)合 金屬腔，其在兩端具有開口部，并包括至少一對平整的導(dǎo)熱部；條形翅片構(gòu)件，其設(shè)置在一 對導(dǎo)熱部上，并將通過復(fù)合金屬腔內(nèi)部傳遞的熱量散發(fā)到空氣中；及，一對箔狀部件，其介 入于復(fù)合金屬腔和條形翅片構(gòu)件之間；一對箔狀部件包括：鋁層，及焊劑涂層，其分別形成 于與復(fù)合金屬腔和條形翅片構(gòu)件的相對的面上；復(fù)合金屬腔和條形翅片構(gòu)件通過釬焊工序 (brazing process)固定結(jié)合。
[0018] 復(fù)合金屬腔還可以包括：第一部件，其構(gòu)成主體；及第二部件，其設(shè)置于第一部件 的露出面上；第一部件可由碳鋼材質(zhì)構(gòu)成,第二部件可由鋁材質(zhì)構(gòu)成。此時,第二部件可由 純度99. 0%以上的純鋁材構(gòu)成。
[0019] 條形翅片構(gòu)件可以是將板材以相同大小多次彎曲而成，而彎曲的面與復(fù)合金屬腔 接觸。
[0020] 條形翅片構(gòu)件可以是Al-Mn系合金，以錳（Mn)為主添加成分，通過冷卻加工，具備 各種性質(zhì)的非熱處理合金。
[0021] 條形翅片構(gòu)件可以是硅（Si)、鐵（Fe)、銅（Cu)、錳（Mn)、鋅（Zn)含量各為0? 6%、 0? 7%、0? 05 ~0? 20%、I. 0 ~1. 5%、0? 10% 的鋁合金（AluminumAlloy) 3003。
[0022] 錯層可以是Al-Si系合金，可以是錯合金4XXX。
[0023] 在本實施例的一個變形例中，鋁層可以為硅（Si)、銅（Cu)的含量各為10.0%、 4.0 %的鋁合金4343或硅（Si)含量為12. 0 %的鋁合金4045。
[0024] 焊劑涂層可以涂布于鋁層的上下露出面上。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的空冷式蒸汽冷凝設(shè)備用蒸汽冷凝導(dǎo)熱管，包括：復(fù) 合金屬腔，其兩端具有開口部，并包括至少一對平整的導(dǎo)熱部，條形翅片構(gòu)件，其設(shè)置于一 對導(dǎo)熱部上，并將通過復(fù)合金屬腔內(nèi)部傳遞的熱量散發(fā)到空氣中；及膏狀物層，其涂布于復(fù) 合金屬腔和條形翅片構(gòu)件之間；膏狀物層由焊劑物質(zhì)和鋁物質(zhì)混合成膠狀而成；復(fù)合金屬 腔和條形翅片構(gòu)件能夠通過釬焊工序（brazingprocess)固定結(jié)合。
[0026] 復(fù)合金屬腔可包括形成主體的第一部件；及設(shè)置于第一部件的露出面的第二部 件。第一部件可以由碳鋼質(zhì)構(gòu)成，第二部件可以由鋁材質(zhì)構(gòu)成。此時，第二部件可由純度 99. 0%以上的純鋁材質(zhì)構(gòu)成。
[0027] 條形翅片構(gòu)件可以是將板材以相同大小多次彎曲而成，而彎曲的面與復(fù)合金屬腔 接觸。
[0028] 條形翅片構(gòu)件可以是Al-Mn系合金，是以錳（Mn)為主添加成分的通過冷卻加工具 備各種性質(zhì)的非熱處理合金。
[0029] 條形翅片構(gòu)件可以是硅（Si)、鐵（Fe)、銅（Cu)、錳（Mn)、鋅（Zn)含量各為0? 6%、 0? 7%、0? 05 ~0? 20%、I. 0 ~1. 5%、0? 10% 的鋁合金（AluminumAl