[发明专利]一种周期变化加热的管壳式换热器

说明书

本发明提供了一种周期变化加热的管壳式换热器，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，第一热源、第二热源、第三热源分别都设置为多个电加热部件，每个电加热部件独立控制，随着时间的变化，电加热部件启动的数量进行周期性变化。通过上述的时间变化性的进行加热，可以使得流体在弹性管束内频繁的蒸发膨胀，从而能够进一步实现加热效率以及除垢操作。

技术领域

本发明涉及一种管壳式换热器，尤其涉及一种周期变化加热的管壳式换热器。

背景技术

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。

目前的管壳式换热器，包括双集管，一个集管蒸发，一个集管冷凝，从而形成振动除垢式热管。从而提高了热管的换热效率，减少结垢。但是上述的热管的换热均匀度不够，仅仅在一侧进行冷凝，而且换热量也少，因此需要进行改进，开发一种新式结构的热管系统。因此需要对上述换热器进行改进。

发明内容

本发明针对现有技术中管壳式换热器的不足，提供一种新式结构的电加热管壳式换热器。该管壳式换热器能够实现换热管周期性的频繁性的振动，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，本发明采用如下技术方案：

一种周期变化加热的管壳式换热器，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，第一热源、第二热源、第三热源分别都设置为多个电加热部件,每个电加热部件独立控制,随着时间的变化,电加热部件启动的数量进行周期性变化。

作为选择，第一热源、第二热源、第三热源分别都设置为n个电加热部件，一个周期为T，则0-T/2的半个周期内，T＝0时，第一热源、第三热源的n个电加热部件全部关闭，第二热源的n个电加热部件全部开启；

然后每隔T/2n的时间，第一热源、第三热源分别启动一个电加热部件，第二热源关闭一个电加热部件，直到T/2时间第一热源、第三热源全部启动，第二热源全部关闭。

作为选择，T/2-T的半个周期内，每隔T/2n的时间，第二热源启动一个电加热部件，，同时第一热源、第三热源分别关闭一个电加热部件，直到周期T结束第二热源全部启动，第一热源、第三热源全部关闭。

作为选择，第一热源、第三热源中的每个电加热部件加热功率都相同。第二热源的每个电加热部件的功率是第一、第三热源电加热部件功率的两倍。