一种压力变化的换热器制造技术

本发明专利技术提供了一种压力变化的换热器，包括壳体，所述壳体两端分别设置管板，换热部件内部设置压力检测元件，换热部件内部设置压力检测元件，用于检测换热部件内部的压力，所述压力检测元件与控制器进行数据连接，控制器根据时间顺序提取压力数据，通过相邻的时间段的压力数据的比较，获取其压力差或者压力差变化的累计，低于阈值时，控制器控制电加热器停止加热或者继续加热。本发明专利技术方法能够内部的压力差或者累计压力差来判断是否达到稳定状态，然后根据内部压力差智能控制电加热器的加热，从而使得内部的流体能够实现的频繁性的振动，从而实现很好的除垢以及加热效果。

【技术实现步骤摘要】
一种压力变化的换热器
本专利技术涉及一种管壳式换热器，尤其涉及一种间歇式振动除垢的管壳式换热器。
技术介绍
管壳式换热器被广泛应用于化工、石油、制冷、核能和动力等工业，由于世界性的能源危机，为了降低能耗，工业生产中对换热器的需求量也越来越多，对换热器的质量要求也越来越高。近几十年来，虽然紧凑式换热器(板式、板翅式、压焊板式换热器等)、热管式换热器、直接接触式换热器等得到了迅速的发展，但由于管壳式换热器具有高度的可靠性和广泛的适应性，其仍占据产量和用量的统治地位，据相关统计，目前工业装置中管壳式换热器的用量仍占全部换热器用量的70％左右。管壳式换热器结垢后，采取常规的蒸汽清扫、反冲洗等方式对换热器进行清洗，生产实践证明，效果不是很好。只能将换热器的封头拆卸下来，采用物理清理的方式，但采取该种方式进行清洗，操作复杂、耗时长，人力、物力投资较大，对连续化的工业生产带来极大的困难。利用流体诱导传热元件振动实现强化换热是被动强化换热的一种形式，可将换热器内对流体振动诱导的严格防止转变为对振动的有效利用，使传动元件在低流速下的对流换热系数大幅度的提高，并利用振动抑制传热元件表面污垢，减低污垢热阻，实现复合强化传热。在应用中发现，持续性的加热会导致内部流体形成稳定性，即流体不在流动或者流动性很少，或者流量稳定，导致换热管振动性能大大减弱，从而影响换热管的除垢以及加热的效率。因此需要对上述换热器进行改进。对此，我们开发了一种新的能够产生周期性振动的管壳式换热器，并且已经进行了专利申请。在先的申请中，仅仅对温度压力液位的数据的大小进行控制，认为达到了一定数据则认为内部的加热已经进入充分的状态，流体流动状态也进入稳定状态，但是这种判断方式随着加热装置的不断的运行会出现明显的误差，导致结果不准确，因此本申请针对在先的研究，进行了进一步的改进，将检测的参数的先后的温度压力液位差作为一个考虑的关键因素，通过先后不同参数的差值来判断流体的稳定状态，使得结果更加准确，不会因为运行时间问题导致的老化而产生的误差增加问题。
技术实现思路
本专利技术对在先研究的技术中的不足，提供一种新式的智能控制振动的管壳式换热器，该管壳式换热器能够实现换热管频繁性的振动，提高了加热效率，从而实现很好的除垢以及加热效果。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种压力变化的换热器,所述换热器包括壳体，所述壳体两端分别设置管板，所述壳体内设置换热部件，所述换热部件包括下管箱、上管箱和换热管，换热管与下管箱和上管箱相连通，形成加热流体封闭循环，所述下管箱、上管箱的两端设置在管板的开孔中，电加热器设置在下管箱内；下管箱内填充相变流体；换热管为一个或者多个，每个换热管包括多根圆弧形的管束，多根圆弧形的管束的中心线为以下管箱为同心圆的圆弧，相邻管束的端部连通，从而使得管束的端部形成管束自由端，其特征在于，换热部件内部设置压力检测元件，用于检测换热部件内部的压力，所述压力检测元件与控制器进行数据连接，控制器根据时间顺序提取压力数据，通过相邻的时间段的压力数据的比较，获取其压力差或者压力差变化的累计，低于阈值时，控制器控制电加热器停止加热或者继续加热。作为优选，如果在前时间段的压力为P1，相邻的在后的时间段压力为P2，如果P1<P2，则低于阈值时，控制器控制电加热器停止加热；如果P1>P2，则低于阈值时，控制器控制电加热器进行加热。作为优选，如果在前时间段的压力为P1，相邻的在后时间段的压力为P2，如果P1＝P2，则根据下面情况判断加热：如果P1大于第一数据的压力，则低于阈值时，控制器控制电加热器停止加热；其中第一数据大于相变流体发生相变后的压力；优选是相变流体充分相变的压力；如果P1小于第二数据的压力，则低于阈值时，控制器控制电加热器继续加热，其中第二数据小于等于相变流体没有发生相变的压力。作为优选，压力检测元件设置在下管箱和/或者上管箱内。作为优选，压力检测元件设置在下管箱和上管箱内，可以选择两个管箱的压力平均值作为调节数据。作为优选，压力检测元件设置在自由端。通过设置在自由端，能够感知自由端的压力变化，从而实现更好的控制和调节。作为优选，所述压力感知元件为n个，依次计算当前时间段压力pi与前一时间压力pi-1的差Di＝pi-pi-1，并对n个压力差Di进行算术累计求和当Y的值低于设定阈值时，控制器控制电加热器停止加热或者继续加热。作为优选，Y>0，则低于阈值时，控制器控制电加热器停止加热；如果Y<0，则低于阈值时，控制器控制电加热器进行加热。作为优选，如果Y＝0，则根据下面情况判断加热：如果Pi的算术平均数大于第一数据的压力，则低于阈值时，控制器控制电加热器停止加热；其中第一数据大于相变流体发生相变后的压力；优选是相变流体充分相变的压力；如果Pi的算术平均数小于第二数据的压力，则低于阈值时，控制器控制电加热器继续加热，其中第二数据小于等于相变流体没有发生相变的压力。本专利技术具有如下优点：1、本专利技术换热器能够根据内部的压力差或者累计压力差来判断是否达到稳定状态，然后根据内部压力差智能控制电加热器的加热，从而使得内部的流体能够实现的频繁性的振动，从而实现很好的除垢以及加热效果。2、本专利技术设计了一种新式结构的换热部件在壳体中的布局图，可以进一步提高加热效率。3、本专利技术通过大量的实验和数值模拟，优化了换热管的参数的最佳关系，从而实现最优的加热效率。4、通过沿着壳体内流体的流动方向，换热管的管束内径、间距的合理变化，提高换热效率。附图说明：图1为本专利技术换热部件的俯视图。图2为换热部件的主视图。图3是圆形壳体中设置换热部件的布局示意图。图4是换热管结构示意图。图5是壳体结构示意图。图6是压力控制除垢流程示意图。图中：1、换热管，2、下管箱，3、自由端，4、自由端，5、壳程入口接管，6、壳程出口接管，7、自由端，8、上管箱，9、连接点，10、换热部件，11、壳体，12管束，13电加热器，前管板14，支座15，支座16，后管板17，端部18-20具体实施方式一种管壳式换热器，如图5所示，所述管壳式换热器包括有壳体11、换热部件10、壳程入口接管5和壳程出口接管6；所述换热部件10设置在壳体11中，换热部件固定连接在前管板14、后管板17上；所述的壳程入口接管5和壳程出口接管6均设置在壳体11上；流体从壳程入口接管5进入，经过换热部件进行换热，从壳程出口接管6出去。所述下管箱、上管箱的两端的端部18-20设置在前后管板14、17的开孔中，用于固定。图1展示了换热部件10的俯视图，如图1所示，所述换热部件10包括下管箱2、上管箱8和换热管1，换热管1与下管箱2和上管箱8相连通，流体在下管箱2和上管箱8以及换热管1内进行封闭循环，所述换热部件10内设置电加热器13，所述电加热器13用于加热换热部件10的内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压力变化的换热器,所述换热器包括壳体，所述壳体两端分别设置管板，所述壳体内设置换热部件，所述换热部件包括下管箱、上管箱和换热管，换热管与下管箱和上管箱相连通，形成加热流体封闭循环，所述下管箱、上管箱的两端设置在管板的开孔中，电加热器设置在下管箱内；下管箱内填充相变流体；换热管为一个或者多个，每个换热管包括多根圆弧形的管束，多根圆弧形的管束的中心线为以下管箱为同心圆的圆弧，相邻管束的端部连通，从而使得管束的端部形成管束自由端，其特征在于，换热部件内部设置压力检测元件，用于检测换热部件内部的压力，所述压力检测元件与控制器进行数据连接，控制器根据时间顺序提取压力数据，通过相邻的时间段的压力数据的比较，获取其压力差或者压力差变化的累计，低于阈值时，控制器控制电加热器停止加热或者继续加热；/n如果在前时间段的压力为P1，相邻的在后的时间段压力为P2，如果P1<P2，则低于阈值时，控制器控制电加热器停止加热；如果P1>P2，则低于阈值时，控制器控制电加热器进行加热。/n

【技术特征摘要】
1.一种压力变化的换热器,所述换热器包括壳体，所述壳体两端分别设置管板，所述壳体内设置换热部件，所述换热部件包括下管箱、上管箱和换热管，换热管与下管箱和上管箱相连通，形成加热流体封闭循环，所述下管箱、上管箱的两端设置在管板的开孔中，电加热器设置在下管箱内；下管箱内填充相变流体；换热管为一个或者多个，每个换热管包括多根圆弧形的管束，多根圆弧形的管束的中心线为以下管箱为同心圆的圆弧，相邻管束的端部连通，从而使得管束的端部形成管束自由端，其特征在于，换热部件内部设置压力检测元件，用于检测换热部件内部的压力，所述压力检测元件与控制器进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏民，刘磊，张冠敏，孙晨，于耀，朱玉熙，邱燕，冷学礼，柏超，田茂诚，张井志，王逸龙，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37