CN201246988Y - 真空相变热交换器 - Google Patents
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Abstract
一种能够避免被加热流体(诸如原油，油水混合污水等)在加热过程中，在换热表面结碳、结垢的真空相变热交换器。它是在汽—水换热器上，再设置工质冷凝液回流管，温度变送电控装置，电热管，纯净工质液，球阀和温度表。使工质液在汽化区(电热管周围)汽化(吸收汽化潜热)→液化区(管程)冷凝液化(放出汽化潜热)→冷凝液经回流管回到汽化区，如此周而复始地封闭循环。为便于相变和增大传热系数，对管程做真空，其真空度不小于10－4Pa。为使被加热流体出口温度恒定于设定值，在被加热流体出口与电热管之间设有温度变送电控装置，以出口温度来调控电热管输出功率。
Description
技术领域
本实用新型是采用《真空相变》这一超导传热新技术，实现小温差传递大热量，特别适用在加热易于结碳、结垢，诸如原油、污水等液态流体的加热。
背景技术
目前在边远、分散采油井口对原油或油水混合污水加热方式有两种：其一是将电热管(棒)直接置于原油或油水混合污水中。这种加热方式的缺陷在于电热管(棒)表面温度高(一般在280℃以上)致使原油或油水混合污水在电热管的表面结碳、结垢，电热管(棒)半很快被烧坏，这种加热方式在连续不间断环境中使用寿命一般不会超出四个月。其二是将电热管(棒)安置于汽—水换热器的管程中，采用辐射换热方式，先将管程的管壁加热，再将与管程管壁直接接触的原油或油水混合污水加热，这种加热方式的缺陷在于1.电热管(棒)在管程狭窄的空间内利用空气进行冷却，在这种环境中连续不间断运行一般在半年后，电热管(棒)便会自行烧毁、堵塞在管程内，连清除都不可能。2.管程管壁温度也在150℃以上，同样存在结碳、结垢问题。
发明内容
为了克服目前上述两种加热方式的弊端，本实用新型发明，提供了一种全新的加热方式一真空相变传热。该方式不仅消除了原油或油水混合污水结碳、结垢。而且将电热管浸泡在纯净工质液中，电热管得到了良好的冷却，连续不间断运行可达四年以上。
另外，本实用新型发明，可事先设定被加热流体的出口温度，将该温度转变成电信号输送给电热管，进而改变电热管的输出功率，从而使被加热流体的出口温度恒定在设定温度。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：采用汽—水换热器(该换热器已标准化)壳程走被加热流体，管程走工质蒸汽。该工质蒸汽温度针对被加热流体的类别和温升的不同，可任意设定。在被加热流体的出口侧设置一个安装电热管的管状空间，该管状空间安置电热管、充填纯净工质液，该管状体上设有改变电热管输出功率大小的信号接口液化工质回流接口，为便于液化工质回流，在现场安装时，汽—水换热器轴线与水平线的夹角应保证在3°到5°(入口低出口高)。具体传热过程是：液态工质被电热管加热汽化，吸收汽化潜热→进入管程工质液化、放出潜热，使被加热流体升温→液化工质经回流管进入安有电热管的汽化区，如此周而复始地在一个封闭系统内进行汽化(吸热)、液化(放热)循环。
简而言之，由电热管(5)工质(6)和电热管管套(7)构成汽化吸热区，汽—水换热器)(1)为冷凝放热区。
当然，在系统进入正常运行之前，我们必须将管程内的空气排除，其真空度小于10-4Pa。
至于纯净工质充装量，应依据被加热流体的流量和温升进行计算，以保证电热管刚好浸泡在工质液中为一标准。
本实用新型的有益效果是：在于彻底解决了被加热流体在加热过程中在管程管壁是易于结碳、结垢弊端，使用寿命可长达四年。实现了用被加热流体出口温度来调控电热管的输出功率，既保证了被加热流体出口温度稳定在设定值，又节省了电能。
附图说明
本实用新型如图所示，由九个零(部件组成)，图中1.汽—水换热气，2.工质泠凝液回流管，3.温度传感器，4.温度变送电控装置，5.电热管，6.工质液，7.电热管管套，8.球阀，9.温度表。
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构原理图。
图2是原加热方式。
图3是本实用新型加热方式。
↑↓分别表示被加热流体的进出口，10：工质蒸汽
图2表示原加热方式是用电热管直接加热被加热流体。
图3表示本实用新型利用工质蒸汽冷凝放出汽化潜热来加热被加热流体。
图2、3中的11：为被热流体。
具体实施方式
依据被加热流体的流量和温升计算出换热面积(管程外表面积)，选择或自行设计制造汽—水换热器(1)。
确定电热管(5)的功率和工质(6)的充装量。
依据不同的工况，对(1)的壳程和管程做水压实验。
对管程做真空，其真空度不小于10-4Pa。稳压时间为30min。
经球阀(8)往管程系统充装工质(6)充状量按计算量。
在设备送至现场安装时，被加热流体入口略低于出口，汽—水换热器的轴线与水平线成3°至5°夹角。
预先设定被加热流体的出口温度，启动电热管(5)，待温度表(9)指针到50℃时，便开启被加热流体的入、出口阀门，设备便投入正常运行。
Claims (3)
1、本热交换器，由汽—水换热器本体(1)工质冷凝液回流管(2)温度变送电控装置(3)(4)球阀(8)温度表(9)电热管(5)工质(6)所构成，其特征是：由电热管(5)工质(6)和电热管管套(7)构成汽化吸热区，汽—水换热器(1)为冷凝放热区。
2、根据权利要求1.所述本热交换器其特征是：在工质液化区末端和工质汽化区设置一根液化工质回流管以便液化工质回流到汽化区。
3.根据权利要求1.所述本热交换器其特征是：被加热流体出口与电热管之间用温度变送电控装置相连，以此实现被加热流体出口温度与电热管输出功率动互动。
Priority Applications (1)
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| CNU2008200900946U CN201246988Y (zh) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | 真空相变热交换器 |
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| CNU2008200900946U CN201246988Y (zh) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | 真空相变热交换器 |
Publications (1)
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| CN201246988Y true CN201246988Y (zh) | 2009-05-27 |
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| CNU2008200900946U Expired - Fee Related CN201246988Y (zh) | 2008-05-30 | 2008-05-30 | 真空相变热交换器 |
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|---|---|
| CN (1) | CN201246988Y (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107345656A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-11-14 | 北京尤科恩环保工程有限公司 | 一种利用锅炉烟气余热的蒸汽发生装置 |
-
2008
- 2008-05-30 CN CNU2008200900946U patent/CN201246988Y/zh not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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