[实用新型]一种真空相变加热炉高效换热管束

说明书

技术领域

本发明涉及物理方法防垢除垢和高效强化换热技术领域，尤其涉及一种真空相变加热炉高效换热管束。

技术背景

真空相变加热炉是油田油气集输的新型炉型，其工作原理的核心是将锅筒内的热水介质加热汽化产生蒸汽，蒸汽与低于其饱和温度的换热管壁面接触时，释放汽化潜热凝结成液滴而依附在壁面上。液滴凝聚后再回到锅筒的液相中，如此循环往复，通过凝聚传热的方式实现气、液两相交替转换，完成能量的转移和转换，它具有安全、可靠、节能等特点。

该炉型在实际应用中出现了一个自身无法解决问题，即在运行过程污垢的产生。由于污垢的产生严重影响了换热效果，有时还可能威胁生产安全。另外，没有考虑或实现强化换热的问题。

20世纪30年代，Schmidt等发现珠状凝结的传热系数较膜状凝结大几倍至几十倍，因此珠状凝结已经被认为是目前最有效的增强凝结换热的方式。所以在凝结传热过程人们期望得到珠状凝结而不是膜状凝结。蒸汽在固体表面上呈珠状凝结的必要条件是该表面具有较低的表面能，即固体表面不被该蒸汽的凝结液所湿润，若要实现珠状凝结在工业中应用，必须长久维持珠状凝结的低表面能的表面。但是，由于暴露于凝结表面一段时间后，大多数表面会湿润，珠状凝结非常难以维持，目前在工业产品中还没有实现长久的珠状凝结的技术。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、运行中免维护、杜绝换热管内结构、强化换热管外换热的一种真空相变加热炉高效换热管束。

为了解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

1、一种真空相变加热炉高效换热管束，其特征在于它包括：循环水进水管、循环水出水、管束前管板、换能器、管束、管束后管板等。

2、所述的一种真空相变加热炉高效换热管束，其特征在于：循环水进水管、循环水出水、管束的构造与普通的真空相变是相同的，减少了设计方面的工作量。所不同的是在管束的两端设有管束前管板和管束后管板。

3、所述的一种真空相变加热炉高效换热管束，其特征在于：在管板上开有和对应和换热管转弯处相同形状的孔，使换热管穿过管板40mm，并将换热管回弯处和管束前管板及管束后管板焊接牢固。

4、所述的一种真空相变加热炉高效换热管束，其特征在于：在管束前管板和管束后管板上设有若干个大功率超声波换能器。

5、所述的一种真空相变加热炉高效换热管束，其特征在于：该换热管束可以和加热炉安装在一体，也可进行分体安装。

6、所述的一种真空相变加热炉高效换热管束，其特征在于：该换热管束安装在容器内部。

7、所述的一种真空相变加热炉高效换热管束，其特征在于：管板上的换能器根据实际情况，可以安装在容器的内部，也可以安装在容器的外部。

本发明由于采用了上述结构，具有如下有益效果：

1、确保换热管内不结污垢；

2、有效破坏换热管外蒸汽凝结时产生的冷凝水膜，实现珠状凝结换热；

3、使相同功率的真空相变锅炉的体积可以减少1/3以上；

4、便于制造、安装、检修维护；

5、节省钢材、减少占地、便于安装、减少维护、减少排污。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1，它是本发明一种真空相变加热炉高效换热管束实施例1的结构示意图。如图所示：它包括循环水进水管1、循环水出水2、管束前管板3、换能器4、管束5、管束后管板6等。其中，循环水进水管1和循环水出水2设置在管束的同一端。

管束5的两端设有管束前管板3和管束后管板6，在管板上开有和对应和换热管转弯处相同形状的孔，使换热管穿过管板40mm，并将换热管回弯处和管束前管板及管束后管板焊接牢固。

管束前管板3和管束后管板6的径向方向设置若干个换能器4，换能器4的数量根据管束5的大小和管板的厚度及大小，经过分析计算确定。

本发明一种真空相变加热炉高效换热管束工作时，换能器带动管束前管板3和管束后管板6产生高频低振幅的超声波动，通过调整换能器的输出能量和相位，确保管束5在管板3、6的驱动下产生高频低振幅的超声波动。这种超声波动能够保证换热管内有强烈的抗垢能力，在换热过程中循环水量的杂质无法在换热管内壁上粘附而形成污垢；这种超声波动能够有效的破坏换热管外的冷凝膜，使凝结传热更多的保持在珠状凝结传热状态。此发明的有效实施将会诞生新一代高效节能的真空相变锅炉。

终上所述仅为本发明的较佳实施实例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所做的等效变化和修饰，都应为本发明的技术范畴，都应在本发明的保护范围之内。