CN107120996A - 一种以水基氧化石墨烯纳米流体为工质的板壳式换热器 - Google Patents

一种以水基氧化石墨烯纳米流体为工质的板壳式换热器 Download PDF

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    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G7/00—Cleaning by vibration or pressure waves

Abstract

一种以水基氧化石墨烯纳米流体为工质的板壳式换热器，涉及一种换热器。提供运行安全，保证设备运行的可靠性，降低设备的维护成本的一种以水基氧化石墨烯纳米流体为工质的板壳式换热器。设有法兰、超声防除垢换能器、壳体、壳程介质出入口、板束组件和板束；所述法兰分别设在壳体两侧，壳体内设置有板束组件，板束组件左右两侧与壳体焊接而成，所述板束为波纹扁平管，所述波纹扁平管的横截面为矩形，板束组件一端与壳体固定联接，板束组件另一端为自由端；壳体上下两侧设置有两个开口，壳体下端为壳程介质进口，壳体上端为壳程介质出口，壳程介质与管程介质在板束内为逆流。

Description

一种以水基氧化石墨烯纳米流体为工质的板壳式换热器
技术领域
本发明涉及一种换热器，尤其是涉及一种以水基氧化石墨烯纳米流体为工质的板壳式换热器。
背景技术
换热器是化工、石油、能源等各工业中应用相当广泛的单元设备之一。据统计,在现代化学工业中换热器的投资大约占设备总投资的30％,在炼油厂中占全部工艺设备的40％左右,海水淡化工艺装置则几乎全部是由换热器组成的。对国外换热器市场的调查表明,虽然各种板式换热器的竞争力在上升,但管壳式换热器仍占主导地位约64％。
由于制造工艺和技术水平的限制，早期的换热器只能采用简单结构，传热面积小、体积较大、笨重，如蛇管式换热器等。随着制造工艺的发展，管壳式换热器的单位体积具有较大的传热面积，而且传热效果较好，长期以来在工业生产中成为一种典型的换热器。20世纪20年代出现板式换热器，并应用于食品工业。以板代管制成的换热器，结构紧凑、传热效果好。20世纪80年代后，大量的强化传热元件被推向市场，如板壳式换热器等换热器制造工艺得到进一步完善，从而推动了紧凑式换热器的蓬勃发展和广泛应用。
工业生产中使用的换热器类型庞杂，在使用过程中需要根据实际情况进行选择。板壳式具有使用范围广，适应性强，具有结构简单，造价低廉等优点，无论在质量还是在紧凑型方面都具有很大的优势。
而水基氧化石墨烯纳米流体在工作过程中形成的沉淀能够造成换热器的换热效果变差，阻止热量传递，既浪费了能源又降低了经济效益，在一定程度上阻碍了企业的发展。沉积在传热面上，影响传热的正常进行，严重时会阻塞设备，降低产量，加大生产成本。污垢沉积还容易加大能量的消耗，污垢使换热设备的流动阻力变大，清洗设备需要耗费更多进行清洗工作。污垢的产生导致产品运行周期的缩短，产品质量得不到保证，产品的质量下降，同时还需要投入大量人力物力进行设备的维护，因此，既造成了资源的浪费又降低了产品的产量和质量，限制了企业的发展。同时，污垢沉积容易导致换热面局部腐蚀甚至穿孔，容易造成安全隐患，既影响设备安全，也在一定程度上对工作人员的生命安全造成威胁。
超声波防除垢器由超声波电源，传输线及超声换能器三部分组成。其工作原理为：超声波防除垢器能够怼沉积物进行在线动态处理，在超声场作用下，流体能够产生空化效应，活化效应，剪切效应和抑制效应。超声波引起的告诉漩涡不但能够有效破坏滞留层，还能有效破坏介质的隔热层，这一原理能够提高传热效果，节约能源同时还能除垢。其工作过程为：超声波电源通过传输线将220V、50Hz交流点的电信号加在换能器上，换能器的压电振子由此产生压电效应，将电信号转换位机械振动，在每秒20～30kHz频率的超声辐射下，成垢物质打物理及物化性能发生一系列变化，导致其由硬变软直至脱落，达到防除垢的功效。
发明内容
本发明的目的在于提供运行安全，保证设备运行的可靠性，降低设备的维护成本的一种以水基氧化石墨烯纳米流体为工质的板壳式换热器。
本发明设有法兰、超声防除垢换能器、壳体、壳程介质出入口、板束组件和板束；所述法兰分别设在壳体两侧，壳体内设置有板束组件，板束组件左右两侧与壳体焊接而成，所述板束为波纹扁平管，所述波纹扁平管的横截面为矩形，板束组件一端与壳体固定联接，板束组件另一端为自由端；壳体上下两侧设置有两个开口，壳体下端为壳程介质进口，壳体上端为壳程介质出口，壳程介质与管程介质在板束内为逆流。
所述壳体为长方形，壳体一侧左右两端联接超声防除垢换能器，超声防除垢换能器外接超声电源。
所述壳体与板束组件的联接方式可采用焊接。
本发明所具有的积极有益效果：
1)采用一定数量的波纹管板作为传热元件，一端固定联接，另一端可自由膨胀，吸收板束的热膨胀收缩唯一，大大提高了板壳式换热器工作的可靠性。
2)换热器外接超声防除垢器，防止水基氧化石墨烯纳米流体沉积团聚，造成壳程通道堵塞，大大减少了换热器维护成本，提高了工作的安全性。
3)换热器壳程介质与板程介质在板束内呈逆流。
4)扩大板壳式换热器的使用范围，使其应用于飞机，船舶等场合。
附图说明
图1为本发明实施例的结构组成示意图。
图2为本发明实施例的俯视图。
图3为本发明实施例的A-A剖视图。
具体实施方式
以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。
参见图1～3，本发明实施例设有法兰1、超声防除垢换能器2、壳体3、壳程介质出入口4、板束组件5和板束6；所述法兰1分别设在壳体3两侧，壳体3内设置有板束组件，板束组件左右两侧与壳体3焊接而成，所述板束6为波纹扁平管，所述波纹扁平管的横截面为矩形，板束组件一端与壳体3固定联接，板束组件另一端为自由端；壳体3上下两侧设置有两个开口，壳体3下端为壳程介质进口，壳体3上端为壳程介质出口，壳程介质与管程介质在板束6内为逆流。
所述壳体3为长方形，壳体3一侧左右两端联接超声防除垢换能器2，超声防除垢换能器2外接超声电源。
所述壳体与板束组件5的联接方式可采用焊接。
所述板束组件包括板束组件和板束等：其板束由一定数量的波纹扁平管组合而成，其横截面为矩形，板束安装在板束组件内，板束一端与板束组件固定联接，另一端为自由端，板束在板束组件内可由固定端向自由端任意膨胀。
所述的换热器管程介质可由管程左右任意方向流动，壳程介质由下方进入，上方流出。在换热同时壳体上联接的超声换能器在向换热器内产生超声波，防止沉淀聚集产生，提高换热器的可靠性。

Claims (2)

1.一种以水基氧化石墨烯纳米流体为工质的板壳式换热器，其特征在于设有法兰、超声防除垢换能器、壳体、壳程介质出入口、板束组件和板束；所述法兰分别设在壳体两侧，壳体内设置有板束组件，板束组件左右两侧与壳体焊接而成，所述板束为波纹扁平管，所述波纹扁平管的横截面为矩形，板束组件一端与壳体固定联接，板束组件另一端为自由端；壳体上下两侧设置有两个开口，壳体下端为壳程介质进口，壳体上端为壳程介质出口，壳程介质与管程介质在板束内为逆流；所述壳体为长方形，壳体一侧左右两端联接超声防除垢换能器，超声防除垢换能器外接超声电源。
2.如权利要求1所述一种以水基氧化石墨烯纳米流体为工质的板壳式换热器，其特征在于所述壳体与板束组件的联接方式采用焊接。
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