[發明專利]一種切換熱源加熱氣體的管殼式換熱器

有效

• 申請號: 202010060622.9
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN112797821B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 柏超;魏民;季萬祥;王一龍;趙雯涵
• 申請（專利權）人: 山東大學;山東建筑大學
• 主分類號: F28D7/00
• 分類號: F28D7/00;F28F13/06;F28F27/00;F28G7/00
• 代理公司: 青島仟航知識產權代理事務所(普通合伙) 37289
• 代理人: 趙艷紅

本發明提供了一種切換熱源加熱氣體的管殼式換熱器，左側管、中心管、右側管內分別設置第一液位傳感器、第二液位傳感器和第三液位傳感器，用于檢測左側管、右側管和中心管內的液位，第一液位傳感器、第二液位傳感器和第三液位傳感器與控制器進行數據連接，控制器根據檢測的左側管、右側管和中心管的液位來控制第一、第三熱源與第二熱源是否進行加熱。本發明提出一種旋轉對稱的氣體換熱的管殼式換熱器，通過檢測左側管、右側管、中心管內的液位變化啟動新的熱源進行交替式換熱，增加換熱效果以及除垢效果。

技術領域

本發明涉及一種管殼式換熱器，尤其涉及一種氣體換熱的管殼式換熱器。

背景技術

管殼式換熱器被廣泛應用于化工、石油、制冷、核能和動力等工業，由于世界性的能源危機，為了降低能耗，工業生產中對換熱器的需求量也越來越多，對換熱器的質量要求也越來越高。近幾十年來，雖然緊湊式換熱器(板式、板翅式、壓焊板式換熱器等)、熱管式換熱器、直接接觸式換熱器等得到了迅速的發展，但由于管殼式換熱器具有高度的可靠性和廣泛的適應性，其仍占據產量和用量的統治地位，據相關統計，目前工業裝置中管殼式換熱器的用量仍占全部換熱器用量的70％左右。

管殼式換熱器結垢后，采取常規的蒸汽清掃、反沖洗等方式對換熱器進行清洗，生產實踐證明，效果不是很好。只能將換熱器的封頭拆卸下來，采用物理清理的方式，但采取該種方式進行清洗，操作復雜、耗時長，人力、物力投資較大，對連續化的工業生產帶來極大的困難。

利用流體誘導傳熱元件振動實現強化換熱是被動強化換熱的一種形式，可將換熱器內對流體振動誘導的嚴格防止轉變為對振動的有效利用，使傳動元件在低流速下的對流換熱系數大幅度的提高，并利用振動抑制傳熱元件表面污垢，減低污垢熱阻，實現復合強化傳熱。

在應用中發現，持續性的加熱會導致內部流體形成穩定性，即流體不再流動或者流動性很少，或者流量穩定，導致換熱管振動性能大大減弱，從而影響換熱管的除垢以及加熱的效率。

目前的管殼式換熱器，包括雙集管，一個集管蒸發，一個集管冷凝，從而形成振動除垢式熱管。從而提高了熱管的換熱效率，減少結垢。但是上述的熱管的換熱均勻度不夠，僅僅在一側進行冷凝，而且換熱量也少，因此需要進行改進，開發一種新式結構的熱管系統。因此需要對上述換熱器進行改進。

在先的申請中，已經研發了一種三熱源氣體管殼式換熱器，但是上述管殼式換熱器是根據周期進行控制，導致振動換熱效果不好，智能化程度偏低。因此本申請對前面的研究進行了進一步的改進。

發明內容

本發明針對現有技術中管殼式換熱器的不足，提供一種新式結構的電加熱管殼式換熱器。該管殼式換熱器能夠實現換熱管周期性的頻繁性的振動，提高了加熱效率，從而實現很好的除垢以及加熱效果。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種切換熱源加熱氣體的管殼式換熱器，所述管殼式換熱器包括有殼體、換熱部件、殼程入口接管和殼程出口接管；所述殼程入口接管和殼程出口接管分別位于換熱器的上端和下端；所述換熱部件設置在殼體中，換熱部件固定連接在上管板、下管板上；所述的殼程入口接管和殼程出口接管均設置在殼體上；氣體從殼程入口接管進入，經過換熱部件進行換熱，從殼程出口接管出去；所述換熱部件包括中心管、左側管、右側管和管組，所述管組包括左管組和右管組，左管組與左側管和中心管相連通，右管組與右側管和中心管相連通，從而使得中心管、左側管、右側管和管組形成加熱流體封閉循環，左側管和/或中心管和/或右側管內填充相變流體，左側管、中心管、右側管分別設置第一熱源、第二熱源和第三熱源，每個管組包括圓弧形的多根環形管，相鄰環形管的端部連通，使多根環形管形成串聯結構，并且使得環形管的端部形成環形管自由端；中心管包括第一管口和第二管口，第一管口連接左管組的入口，第二管口連接右管組的入口，左管組的出口連接左側管，右管組的出口連接右側管；所述左側管與中心管之間設置左回流管，所述右側管與中心管之間設置右回流管；所述第一管口和第二管口設置在中心管的相對的兩側；右管組的位置是左管組沿著中心管的軸線旋轉180度后的位置；