CN113446895A - 一种印刷电路板式换热器混合清洗与保养装置 - Google Patents

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刘岗
宋晓辉
何新林
高景辉
王红雨
孟颖琪
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Abstract

本发明公开了一种印刷电路板式换热器混合清洗与保养装置，包括清洗系统，清洗系统包括印刷电路板式换热器、辅传递筒、清洗水箱、主传递筒、主超声波振动棒及辅超声波振动棒；印刷电路板式换热器的冷侧出口管经辅传递筒与印刷电路板式换热器的热侧入口管相连通，清洗水箱的出口与主传递筒的入口相连通，主传递筒的出口与印刷电路板式换热器的冷侧入口管相连通，主超声波振动棒插入于主传递筒内，辅超声波振动棒插入于辅传递筒内，该装置能够有效解决印刷电路板式换热器细微孔道的堵塞。

Description

一种印刷电路板式换热器混合清洗与保养装置
技术领域
本发明涉及一种清洗与保养装置，具体涉及一种印刷电路板式换热器混合清洗与保养装置。
背景技术
超临界二氧化碳(S-CO2)发电系统是一种以超临界状态的CO2为工质的布雷顿循环发电系统，其能够有效提高机组的发电效率，被视为未来具有光明发展前景的火电技术。
该系统的工作过程是：
1、S-CO2经过压缩机升压；
2、S-CO2工质在高、低温回热器中吸收做功后乏气的热量，温度升高；
3、工质进入锅炉，继续加热到额定温度，然后进入透平机，推动叶轮做功，带动电机发电；
4、做功后的S-CO2工质进入高温回热器、低温回热器及冷却器，将热量释放给进气，自身则恢复到初始状态，重新进入压缩机，形成一个闭式循环。
超临界CO2循环发电系统中使用的高温回热器、低温回热器及冷却器，都属于印刷电路板式换热器。印刷电路板式换热器(Printed Circuit Heat Exchanger)是一种具有细微通道的紧凑型板式换热器，其具有耐高温(50MPa)、耐高压(700℃)、超高效(高达98％)、低压降、高紧促度(传统管壳式换热器1/6～1/4)、耐腐蚀、寿命长等诸多优点。其典型结构图如图1所示，其利用蚀刻工艺在基体材料上制造出凹槽，再将多片换热片焊接压叠在一起，就形成了大量的、完整的细微通道。
压叠出来的细微孔道，尺寸只有几毫米(通常是2-5mm)，换热片材质多为316L不锈钢，硬度高，耐腐蚀，不易产生氧化皮。但是，换热器与锅炉、压缩机等设备的管道连接后，这些普通钢材在高温下容易发生氧化反应形成氧化皮等杂质，最终有可能进入到换热的细微孔道中，在高温下附着堆积，减小了通流截面积，出现堵塞，严重影响了换热效果。印刷电路板式换热器在实际使用一段时间后，不可避免地会发生阻力增大、通道堵塞的问题。某地现场尝试利用CO2气体进行反吹，但疏通效果并不明显，推测为高温下氧化皮等材料软化，杂质间结合比较密实，难以被吹动带出。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种印刷电路板式换热器混合清洗与保养装置，该装置能够有效解决印刷电路板式换热器细微孔道的堵塞。
为达到上述目的，本发明所述的印刷电路板式换热器混合清洗与保养装置包括清洗系统，清洗系统包括印刷电路板式换热器、辅传递筒、清洗水箱、主传递筒、主超声波振动棒及辅超声波振动棒；
印刷电路板式换热器的冷侧出口管经辅传递筒与印刷电路板式换热器的热侧入口管相连通，清洗水箱的出口与主传递筒的入口相连通，主传递筒的出口与印刷电路板式换热器的冷侧入口管相连通，主超声波振动棒插入于主传递筒内，辅超声波振动棒插入于辅传递筒内。
清洗水箱的出口经清洗泵与主传递筒的入口相连通。
清洗水箱的底部设置有加热器。
还包括回水排放头；印刷电路板式换热器的热侧出口管与回水排放头的入口相连通，回水排放头位于清洗水箱顶部开口的上方。
还包括烘干系统，烘干系统包括过滤器、旁路管道、风机、风道加热器及排气口；
印刷电路板式换热器的冷侧出口管经旁路管道与印刷电路板式换热器的热侧入口管相连通，过滤器的出口经风机及风道加热器与冷侧入口管道相连通，印刷电路板式换热器的热侧出口管与排气口相连通。
清洗泵的出口处设有电动门。
清洗水箱为金属容器。
清洗水箱的内壁面衬有防腐蚀涂层。
辅传递筒及主传递筒的内壁均设置有防腐蚀涂层。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的印刷电路板式换热器混合清洗与保养装置在具体操作时，在清洗水箱中调配好清洗液后，启动清洗泵，使得清洗液在印刷电路板式换热器中缓缓流动，与印刷电路板式换热器中换热管内的杂质充分接触并反应，最终溶解至清洗液中，在清洗液流动反应的过程中，启动主超声波振动棒，将主超声波振动棒产生的震荡波的能量通过清洗液传递至换热管的管壁上，杂质在化学反应与机械振动的双重作用下，逐步脱落、溶解，最终与管壁彻底分离，达到清堵除杂的目的，有效解决印刷电路板式换热器细微孔道的堵塞问题。
附图说明
图1为本发明中清洗系统的结构示意图；
图2为本发明中烘干系统的结构示意图。
其中，1为清洗泵、2为主超声波振动棒、3为主传递筒、4为印刷电路板式换热器、5为辅超声波振动棒、6为辅传递筒、7为回水排放头、8为加热器、9为清洗水箱、21为过滤器、22为风机、23为风道加热器、25为排气口、41为冷侧入口管、42为冷侧出口管、43为热侧入口管、44为热侧出口管。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
参考图1及图2，本发明所述的印刷电路板式换热器混合清洗与保养装置包括清洗系统及烘干系统；
清洗系统包括印刷电路板式换热器4、辅传递筒6、回水排放头7、清洗水箱9、清洗泵1、主传递筒3、主超声波振动棒2及辅超声波振动棒5；
印刷电路板式换热器4的冷侧出口管42经辅传递筒6与印刷电路板式换热器4的热侧入口管43相连通，印刷电路板式换热器4的热侧出口管44与回水排放头7的入口相连通，回水排放头7位于清洗水箱9顶部开口的上方，清洗水箱9的出口经清洗泵1与主传递筒3的入口相连通，主传递筒3的出口与印刷电路板式换热器4的冷侧入口管41相连通，加热器8位于清洗水箱9的底部，主超声波振动棒2插入于主传递筒3内，辅超声波振动棒5插入于辅传递筒6内。
烘干系统包括过滤器21、旁路管道、风机22、风道加热器23及排气口25；
印刷电路板式换热器4的冷侧出口管42经旁路管道与印刷电路板式换热器4的热侧入口管43相连通，过滤器21的出口经风机22及风道加热器23与冷侧入口管41道相连通，印刷电路板式换热器4的热侧出口管44与排气口25相连通。
清洗泵1的出口处设有电动门，清洗水箱9为金属容器，清洗水箱9的内壁面衬有防腐蚀涂层。
主超声波振动棒2及辅超声波振动棒5将电能转化成高频率的机械震荡波，震荡波在液体介质中具有良好的传播性，利用震荡波的能量促进管道表面杂质的剥离及脱落。辅传递筒6及主传递筒3的内壁均设置有防腐蚀涂层。
本发明的工作原理为：在清洗水箱9中调配好清洗液后，利用加热器8将不同类型的清洗液加热到合适温度，再启动清洗泵1，使得清洗液在印刷电路板式换热器4中缓缓流动，与印刷电路板式换热器4中换热管内的杂质充分接触并反应，最终溶解至清洗液中。在清洗液流动反应的过程中，启动主超声波振动棒2，调整至稳定出力状态，将震荡波的能量通过清洗液传递至换热管的管壁上，杂质在化学反应与机械振动的双重作用下，逐步脱落、溶解，最终与管壁彻底分离，达到清堵除杂的目的，整个清洗过程结束后，通过烘干系统将印刷电路板式换热器4内部进行干燥，可长时间保护清洗成品，巩固清洗效果。
本发明的工作过程为：
1)清水冲洗
在清洗水箱9中加入足量除盐水，启动清洗泵1，印刷电路板式换热器4内的清洗液(除盐水)流速控制在0.1-0.3m/s。启动加热器8，将除盐水加热至80℃左右，然后进入印刷电路板式换热器4中实施循环冲洗，连续冲洗时间为6小时。
2)碱液清洗
清水冲洗结束后，在清洗水箱9中配制0.1-0.2％的Na2HPO4、0.2-0.5％的Na2HPO4以及0.05％的洗洁精，三者充分搅拌形成混合溶液，通过混合溶液洗去印刷电路板式换热器4内部的油脂类污垢，碱液清洗的要求与清水冲洗一样，印刷电路板式换热器4内的清洗液流速在0.1-0.3m/s，清洗液的加热温度为80℃，循环冲洗中同时启动主超声波振动棒2及辅超声波振动棒5，循环冲洗8小时左右。
3)清水冲洗
将清洗水箱9中冲洗后的废碱液排出，然后注入除盐水，对印刷电路板式换热器4内进行反复冲洗。循环冲洗中同时启动主超声波振动棒2及辅超声波振动棒5，循环冲洗3小时左右，直至回水排放头7排出来的水pH≤8.5，则认为印刷电路板式换热器4内部残留碱液冲洗干净。
4)酸液清洗
在清洗水箱9中配制浓度为5-8％的稀盐酸溶液，启动加热器8，将清洗液加热至60℃，启动主超声波振动棒2及辅超声波振动棒5，对印刷电路板式换热器4内部进行循环冲洗8小时左右。酸液的主要作用为：与铁锈氧化皮等物质发生化学反应，将难溶解的杂质转变成氯化盐，进入清洗液中。循环酸液冲洗进行8小时左右。
5)清水冲洗
将清洗水箱9中冲洗后的废酸液排出，然后注入除盐水，对印刷电路板式换热器4内进行反复冲洗，循环冲洗中同时启动主超声波振动棒2及辅超声波振动棒5，循环冲洗3小时左右，直至回水排放头7排出来的水pH≥5.5，则认为印刷电路板式换热器4内部残留酸液冲洗干净。
6)热风烘干
启动风机22，从大气中抽取常温的空气，空气经过滤器21过滤，去除杂质，避免印刷电路板式换热器4内部发生二次污染，风机22输出的高压低温空气经风道加热器23升温至200℃，随后进入印刷电路板式换热器4内部，将高温侧与低温侧的换热管吹扫，里面残留的清洗液蒸发排出，最终经排气口25进入大气，风机22大出力运转6小时后，热风烘干工艺完成。

Claims (9)

1.一种印刷电路板式换热器混合清洗与保养装置，其特征在于，包括清洗系统，清洗系统包括印刷电路板式换热器(4)、辅传递筒(6)、清洗水箱(9)、主传递筒(3)、主超声波振动棒(2)及辅超声波振动棒(5)；
印刷电路板式换热器(4)的冷侧出口管(42)经辅传递筒(6)与印刷电路板式换热器(4)的热侧入口管(43)相连通，清洗水箱(9)的出口与主传递筒(3)的入口相连通，主传递筒(3)的出口与印刷电路板式换热器(4)的冷侧入口管(41)相连通，主超声波振动棒(2)插入于主传递筒(3)内，辅超声波振动棒(5)插入于辅传递筒(6)内。
2.根据权利要求1所述的印刷电路板式换热器混合清洗与保养装置，其特征在于，清洗水箱(9)的出口经清洗泵(1)与主传递筒(3)的入口相连通。
3.根据权利要求1所述的印刷电路板式换热器混合清洗与保养装置，其特征在于，清洗水箱(9)的底部设置有加热器(8)。
4.根据权利要求1所述的印刷电路板式换热器混合清洗与保养装置，其特征在于，还包括回水排放头(7)；印刷电路板式换热器(4)的热侧出口管(44)与回水排放头(7)的入口相连通，回水排放头(7)位于清洗水箱(9)顶部开口的上方。
5.根据权利要求1所述的印刷电路板式换热器混合清洗与保养装置，其特征在于，还包括烘干系统，烘干系统包括过滤器(21)、旁路管道、风机(22)、风道加热器(23)及排气口(25)；
印刷电路板式换热器(4)的冷侧出口管(42)经旁路管道与印刷电路板式换热器(4)的热侧入口管(43)相连通，过滤器(21)的出口经风机(22)及风道加热器(23)与冷侧入口管(41)道相连通，印刷电路板式换热器(4)的热侧出口管(44)与排气口(25)相连通。
6.根据权利要求1所述的印刷电路板式换热器混合清洗与保养装置，其特征在于，清洗泵(1)的出口处设有电动门。
7.根据权利要求1所述的印刷电路板式换热器混合清洗与保养装置，其特征在于，清洗水箱(9)为金属容器。
8.根据权利要求1所述的印刷电路板式换热器混合清洗与保养装置，其特征在于，清洗水箱(9)的内壁面衬有防腐蚀涂层。
9.根据权利要求1所述的印刷电路板式换热器混合清洗与保养装置，其特征在于，辅传递筒(6)及主传递筒(3)的内壁均设置有防腐蚀涂层。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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