CN206504649U - 不结垢板壳式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种不结垢板壳式换热器，所述不结垢板壳式换热器包括：换热板组、至少一纵向功率超声传递系统、至少一功率能量波发生器、至少一导流隔板、壳体；所述换热板组、各纵向功率超声传递系统、各导流隔板设置于壳体内，功率能量波发生器连接对应的纵向功率超声传递系统；换热器内部和管板之间设置所述膨胀节。本实用新型提出的不结垢板壳式换热器，不但具有板式换热器换热效率高、占地面积小的特点；还具有管壳式换热器的耐高温高压的特点,而且强化换热效果显著，代表高效节能换热产品的发展方向。

Description

不结垢板壳式换热器

技术领域

本实用新型属于换热器技术领域，涉及一种板壳式换热器，尤其涉及一种不结垢板壳式换热器。

背景技术

污垢是指与不洁净流体相接触的换热表面上逐渐形成的一层固态物质。污垢普遍存在于流程工业的许多领域中,受热面和传热面的结垢就成为热交换工艺中困扰设备正常运行的主要问题之一。污垢导致热效率下降，增加了传热阻力,能耗增加，严重时堵塞管道甚至引起锅炉爆炸等严重后果。千百年来污垢一直困扰着人们,无论是从前还是现在,是发展中国家还是发达国家,都深受其害,至今尚没有有效方法彻底地解决此问题。强化传热与防止污垢实际上构成了传热研究的两大方向,而污垢的存在使得各种强化传热手段受到了限制,污垢早己被确定为传热方面函待解决的主要难题。

多年来人们对垢种、成垢原因都进行了充分的研究，希望在享用水资源给我们带来的种种方便的同时，消除污垢的烦恼，也推出了多种多样的防垢技术，大体可分为两大类：化学法和物理法。然而目前工业上应用的除垢防垢的技术(如离子交换、在线加药、电场技术、磁场技术、变频共振等技术)把除垢防垢的重点放在了改变换热工质的物性上，就是通过物理或化学的途径改变换热介质的状态，比如减低水的硬度、降低成垢几率、增加溶解度、改变垢质成份等方法，让换热工质在换热过程中在换热壁上不形成污垢或延后形成污垢。此时的换热壁面处在被动状态，即等着污垢来粘付和生成。这些方法存在着无垢期短、能源浪费、运行成本高和环境污染严重等问题。而且还存在除垢防垢的效果受水质、温度、压力、流速、管径等因素影响大等问题，尤其是在蒸汽换热器上换热介质有相变环境下的防垢除垢就更加困难，这些以往的除垢防垢方法在很多方面面临着更多的挑战。

物理法除垢、防垢：过去常见的一般有电磁、永磁、强磁、高频、静电、变频共振等多种形式的除垢仪，俗称电子水或电子除垢。人们对电子除垢的研究到目前为止已经经历了半个世纪，电子除垢几上几下，除垢效果众说纷纭，常常是此地有效果，彼处就可能没有效果，刚装上的时候效果好，用一段时间，效果就不明显了，这也就是为什么尽管化学除垢存在这样或那样的问题，但目前还必须大量使用的关键所在。

虽然有各种化学方法和物理方法的防垢除垢措施，但在工业生产流程中，由于污垢产生的危害还在不断的发生，造成巨大的能源浪费和很多的生产事故。这是因为人们的思维进入了一个多年来被研究者们固化的一种模式，就是始终想在通过改变换热工质的状态来达到防垢目的，由于这种固化的思维模式也就无法冲破目前的防垢技术的领域。因为污垢的形成影响因素(换热工质的过饱和度、流速、主体温度、PH值、结晶、沉降、聚合、微生物生长、腐蚀、颗粒、化学反应、凝固以及混合污垢等)很多，是一个很复杂的物理、化学过程，是一个多相态、非常物性的动态传热和传质过程，并伴有流固耦合现象，它是在动量、能量和质量传递同时存在的多相流动过程中进行的，在很多情况下还涉及到化学动力学、胶体化学、统计力学及至表面科学流体力学和传热学等问题，还包含盐在水中的溶解和材料的腐蚀，以及微生物的繁殖，再加上不同机制污垢之间的界面温度、沉积温度、流体流过换热表面的速度和流体特性等，而且对于不同现场换热器，还受多种种因素的影响，如流体的物性参数、壁温、壁面材料、表面粗糙度、流体流速、湍流强度、流体与固体壁面的剪切应力等，上述各参数还要随时间、地点和运行条件的变化而变化。

为了解决结垢的问题，减轻污垢造成的影响，工程技术人员以及科学家们“前仆后继”的研究污垢成因及形成规律，希望能够有效的预防污垢的产生、并控制其生长，为工业设计提供可靠依据，以便对症下药、有的放矢的采取防垢措施，但遗憾的是至今仍然没有一个研究结果被普遍接受。

一直以来，为了减轻污垢的给工业生产带来的影响，人们在换热器的设计上仍然沿用冗余设计的保守方法，很多时候采取“一用一备”的方式，这不仅造成材料的巨大浪费，而且在许多情况下并未减轻结垢程度。

根据全世界对污垢的研究成果来看，污垢的研究目前仍然处于基础阶段，例如对污垢的物性数据还不足，如污垢的沉积密度、热导率、养分扩散系数等。这种情况下，通过改变换热工质状态的方式来达到防垢除垢目的几乎是不可能的。

换热器是合理利用与节约能源、开发新能源的关键设备，是集节能、环保、高科技含量、高附加值于一体的重要工业产品，它存在于工业生产过程和生活需要的所有场合，例如石油化工系统中换热设备占45％左右。但换热器结垢的问题，一直困扰工业过程中的节能降耗的进展。

污垢导致热效率下降，能耗增加，严重时堵塞管道甚至引起锅炉爆炸等严重后果。据《工业能源》杂志提供的权威统计数据,垢质每年在换热设备中的沉积厚度至少在4mm以上,而换热设备积垢每增加1mm,换热系数下降9～9.6％,能耗将增加10％以上。

换热器结垢带来的危害及不良后果包括：投资费用增加；能量消耗增加；维护清洗费用增加；产品产量、质量降低；污染排放增加；引起金属过热强度降低；设备使用寿命缩短；破坏水循环，造成事故；换热设备检修量增加；限制新技术发展。

2007年发达国家粗略估计，因污垢而增加的费用约占当年GDP的0.25％。中国是能源消耗大国，换热设备的生产工艺和制造水平相对落后，污垢所造成的经济损失远高于发达国家。因此开发和生产抗垢换热器在减轻污垢危害以及节能环保方面具有重大的现实意义。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种不结垢板壳式换热器，具有板式换热器换热效率高、占地面积小的特点；还具有管壳式换热器的耐高温高压的特点,而且强化换热效果显著。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种不结垢板壳式换热器，所述不结垢板壳式换热器包括：换热板组、至少一纵向功率超声传递系统、至少一功率能量波发生器、至少一导流隔板、膨胀节、壳体；

所述换热板组、各纵向功率超声传递系统、各导流隔板设置于壳体内，功率能量波发生器连接对应的纵向功率超声传递系统；换热器内部和管板之间设置所述膨胀节；

所述换热板组包括：上管板、下管板、传热片，传热片分别和上管板、下管板之间焊接；

所述换热板组由换热板片加工形成，在换热板片上有安装传递超声波能量的开孔，在换热板片的两侧均匀的焊接有金属圆柱，在换热板片的两侧均匀的焊接有金属条，起到换热片之间相互支持的作用，根据使用压力的大小来确定金属圆柱或金属条的焊接密度；

所述功率超声波发生器采用变频移相多峰值随动控制技术，有多个可调参数，适应复杂结构条件下的功率超声的有效传递；

所述纵向功率超声传递系统包括专用螺母、能量波传振杆、专用密封件、能量波传振环；其中，能量波传振杆和能量波传振环用传振性好的材料加工，并进行热处理；能量波传振环和换热板片之间在安装前要进行研磨处理，确保在压紧状态时的密封效果，采用钎焊、摩擦焊接、电阻焊的方式处理；

所述功率超声波发生器与能量波传振杆通过专用密封件紧密连接；每个换热板片之间都有能量波传振环，它们通过能量波传振杆和专用螺母紧密连接，这样功率超声波发生器产生的变频移相多峰值功率信号通过纵向功率超声传递系统就传递到了每一个换热片上；

所述壳体设有板程的出口、板程的入口、壳程的入口、壳程的出口；当壳程和管程有不同温度的物料流动时，换热板片在功率超声波发生器和功率超声传递系统的驱动下，致使换热板片上的每一个质点都产生高频椭圆运动，以提升防垢除垢和强化换热；

所述不结垢板壳式换热器在正常工作时，压力高、温度高、洁净的工质在壳程通过，压力低、吸收热量、或被蒸发的工质在板程通过，由于两种流动的工质存在温差，在流动过程中就会有热量传递；为了强化传热效果，采用逆流流动方式；

高盐污水从板程的入口进入换热器的板程，在上升过程中吸收热量后从板程的出口进入到下一个工序；新鲜蒸汽从壳程的入口进入，和浓盐污水的流动方向相反，从壳程的出口进入到下道工序；浓盐污水中含盐量比较高，还含有多种热敏性物料，在蒸发浓缩时易在换热板片的污水侧受热而分解变质或在加热壁面上形成结疤,从而影响蒸发效率和热能的利用率；

在壳体内安装三套超声能量传递系统；功率超声波发生器与能量波传振杆通过专用密封件紧密连接；每个换热板片之间都有能量波传振环，它们通过能量波传振杆和专用螺母紧密连接，这样功率超声波发生器产生的变频移相多峰值功率信号通过纵向功率超声传递系统就传递到了每一个换热片上；

通过传递波形的可视化调节，使三套系统的能量协调工作，保持换热板片表面上的质点始终保持高频椭圆运动。

一种不结垢板壳式换热器，所述不结垢板壳式换热器包括：换热板组、至少一纵向功率超声传递系统、至少一功率能量波发生器、至少一导流隔板、壳体；

所述换热板组、各纵向功率超声传递系统、各导流隔板设置于壳体内，功率能量波发生器连接对应的纵向功率超声传递系统；换热器内部和管板之间设置所述膨胀节。

作为本实用新型的一种优选方案，所述换热板组包括：上管板、下管板、传热片，传热片分别和上管板、下管板之间焊接；

所述换热板组由换热板片加工形成，在换热板片上有安装传递超声波能量的开孔，在换热板片的两侧均匀的焊接有金属圆柱，在换热板片的两侧均匀的焊接有金属条，起到换热片之间相互支持的作用，根据使用压力的大小来确定金属圆柱或金属条的焊接密度；

所述功率超声波发生器采用变频移相多峰值随动控制技术，有多个可调参数，适应复杂结构条件下的功率超声的有效传递；

所述纵向功率超声传递系统包括专用螺母、能量波传振杆、专用密封件、能量波传振环；其中，能量波传振杆和能量波传振环用传振性好的材料加工，并进行热处理；能量波传振环和换热板片之间在安装前要进行研磨处理，确保在压紧状态时的密封效果，采用钎焊、摩擦焊接、电阻焊的方式处理；

所述功率超声波发生器与能量波传振杆通过专用密封件紧密连接；每个换热板片之间都有能量波传振环，它们通过能量波传振杆和专用螺母紧密连接，这样功率超声波发生器产生的变频移相多峰值功率信号通过纵向功率超声传递系统就传递到了每一个换热片上；

所述壳体设有板程的出口、板程的入口、壳程的入口、壳程的出口；当壳程和管程有不同温度的物料流动时，换热板片在功率超声波发生器和功率超声传递系统的驱动下，致使换热板片上的每一个质点都产生高频椭圆运动，以提升防垢除垢和强化换热。

作为本实用新型的一种优选方案，所述不结垢板壳式换热器在正常工作时，压力高、温度高、洁净的工质在壳程通过，压力低、吸收热量、或被蒸发的工质在板程通过，由于两种流动的工质存在温差，在流动过程中就会有热量传递；为了强化传热效果，采用逆流流动方式；

被蒸发浓盐污水从板程的入口进入换热器的板程，在上升过程中吸收热量后从板程的出口进入到下一个工序；新鲜蒸汽从壳程的入口进入，和浓盐污水的流动方向相反，从壳程的出口进入到下道工序；浓盐污水中含盐量比较高，还含有多种热敏性物料，在蒸发浓缩时易在换热板片的污水侧受热而分解变质或在加热壁面上形成结疤,从而影响蒸发效率和热能的利用率。

作为本实用新型的一种优选方案，在壳体内安装三套超声能量传递系统；功率超声波发生器与能量波传振杆通过专用密封件紧密连接；每个换热板片之间都有能量波传振环，它们通过能量波传振杆和专用螺母紧密连接，这样功率超声波发生器产生的变频移相多峰值功率信号通过纵向功率超声传递系统就传递到了每一个换热片上；

通过传递波形的可视化调节，使三套系统的能量协调工作，保持换热板片表面上的质点始终保持高频椭圆运动。

作为本实用新型的一种优选方案，在换热片上不开口，但在上面安装金属柱或金属条，起到支撑的作用；其能量波传递的方式通过折流板来传递，在折流板加工有连接功率超声波发生器的能量接口；传递能量的折流板和每一片换热片要进行紧密焊接；

功率超声波发生器工作时产生的高频低振幅能量波通过折流板传递到每一个换热片上，使换热板片表面上的质点始终保持高频椭圆运动；为了防止上下管板处结垢，在上下管板处也安装功率超声波发生器，通过管板把功率超声波能量传递到每个换热板片上。

作为本实用新型的一种优选方案，能量接口和横向能量传递杆组成了能量波的传递系统，横向能量传递杆和每一片换热片要进行紧密接触；功率超声波发生器工作时产生的高频低振幅能量波通过能量接口和横向能量传递杆传递到每一个换热片上，达到除垢防垢和强化换热的效果；

作为本实用新型的一种优选方案，一个换热设备上安装有多个横向能量传递杆，并在其上面安装多个功率超声波发生器。

作为本实用新型的一种优选方案，一个换热设备上安装有多个纵向功率超声传递系统，并在其上面安装多个功率超声波发生器。

作为本实用新型的一种优选方案，当换热温差较大时，会使换热板片产生较大的伸缩变形，在换热器内部和管板之间加装膨胀节；当换热温差不大时，换热板片产生较大的伸缩变形不会影响整体强度时，采用两端固定管板式安装方案。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出的不结垢板壳式换热器，不但保留了普通板式换热器高效换热的全部优点，还具有管壳式换热器的耐温耐压的优点，而且还具有如下特点；

(1)总体特点：就板壳式不结垢换热器来说，不但具有板式换热器换热效率高、占地面积小的特点；还具有管壳式换热器的耐高温高压的特点,而且强化换热效果显著，代表高效节能换热产品的发展方向。

(2)防垢除垢原理先进。改变了以往换热设备防垢除垢的基本原理，将原来的“被动防垢”改为“主动防垢”，克服了流体参数变化等外界因素的影响。

(3)防垢除垢功能具有广谱性，防垢除垢效果彻底高效。在防垢过程中不受换热工质任何参数、任何状态的影响，确保换热器在运行中不结垢，从而杜绝由于污垢产生的各种问题及不良影响。

(4)换热面的两侧都具有防垢除垢功能。更适合在换热面两侧结垢非常严重的环境应用。

(5)抗垢性能强：换热板面质点在换热过程中始终保持高速椭圆运动，所以在严重结垢的环境中应用，一般不会结垢。

(6)抗垢能量有效利用率高。本项目产品采用了特殊的生产工艺，每个换热片的抗垢能量有效利用率高，几乎没有损失，确保了抗垢效果，在综合节能方面具有极高的性价比。

(7)传热系数高：在相同的情况下，其传热系数比一般管壳式换热器高4-6倍。换热面积仅为管壳式换热面积的1/3-1/4。

(8)具有强化换热的功能。在换热过程中滞留层被破坏、不断的挤出换热板面微细缝中的气体，不但强化换热，减少循环泵电耗，而且杜绝垢下腐蚀的问题发生。同样换热面积条件下，提高换热系数，本项目产品在液体工质换热系统中，对自然对流可使换热系数提高20％以上；对强制对流可使传热系数提高10％以上。本换热设备在蒸发或冷凝系统中，可使换热系数提高30％以上；另外，在冷凝换热领域应用，能够将膜状泠凝转变为珠状冷凝，可以提高换热效率十几倍。

(9)结构紧凑：由于在换热板片上始终有超声波能量传递，换热片之间的距离可以小于普通的板式换热器板片距离，在相同换热面积的情况下，其换热板组体积小于同样换热面积的板式换热器，小于同样换热面积管壳式换热器体积的1/3，重量更轻。

(10)可靠耐用：换热板片采用焊接方式，使得换热器整体密封性能大大提高；外壳采用普通管壳换热器的加工标准，提高了应用压力范围。

(11)市场应用灵活方便。本项目产品生产加工采用特殊工艺，比普通的板式(或螺旋板、板壳式)换热器工艺简单，而且效率高、加工精度高，即使不使用抗垢功能，也具有非常好的市场竞争能力，即也可以以普通换热器的价格出售，参与市场竞争。

(12)除垢防垢方式灵活。根据结垢速度或产生影响的不同，可以采取连续防垢除垢，也可以采取间歇方式，最大限度的提高产品性价比。

(13)节省运输安装费用，节省金属材料。在同等换热量条件下，本实用新型换热器换热效率高、体积小、重量轻，方便运输和现场安装。

(14)防垢除垢核心部件使用寿命长，运行中免维护。

本实用新型换热器特别适合应用在冷凝换热、废水蒸发、海水淡化、污水源热泵、地热发电、膨胀发电机组、物料蒸发等结垢快速而且结垢严重的领域。

附图说明

图1为本实用新型不结垢板壳式换热器的结构示意图。

图2为本实用新型不结垢板壳式换热器换热板组的结构示意图。

图3为本实用新型不结垢板壳式换热器换热板组的另一结构示意图。

图4-1为本实用新型不结垢板壳式换热器换热板片的结构示意图。

图4-2为本实用新型不结垢板壳式换热器换热板片的另一结构示意图。

图5为本实用新型不结垢板壳式换热器换热板组的安装示意图。

图6为本实用新型换热器的功率超声波发生器的结构示意图。

图7为本实用新型换热器壳体的结构示意图。

图8为本实用新型换热器壳体的另一结构示意图。

图9为其他结构换热板片的结构示意图。

图10为其他结构换热板片的的另一结构示意图。

图11为功率超声波发生器安装的结构示意图。

图12为能量波传递机构的结构示意图。

图13为能量波传递机构的安装示意图。

图14为适用于大型换热器的组装示意图。

图15为适用于大型换热器的另一组装示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。

实施例一

请参阅图1，本实用新型揭示了一种不结垢板壳式换热器，所述不结垢板壳式换热器包括：换热板组1、至少一纵向功率超声传递系统2、至少一功率能量波发生器3、至少一导流隔板4、膨胀节5、壳体6；

所述换热板组1、各纵向功率超声传递系统2、各导流隔板4设置于壳体内，功率能量波发生器3连接对应的纵向功率超声传递系统2；换热器内部和管板之间设置所述膨胀节5。

换热板组1包括：上管板1.1，下管板1.2，传热片1.3；传热片1.3和上管板1.1、下管板1.2之间要进行很好的焊接。

如图2、3所示：传热片在管板上的安装排列方式可以是方形换热板组1.4，也可以是多边形换热板组1.5(目的是单位体积内换热面积大)。

如图4-1、图4-2、图5所示：换热板组1由换热板片1.3加工组成，在换热板片上有安装传递超声波能量的开孔1.6，在换热板片的两侧均匀的焊接有金属圆柱1.7，在换热板片的两侧也可以均匀的焊接有金属条1.8，起到换热片之间相互支持的作用，根据使用压力的大小来决定金属圆柱1.7或金属条1.8的焊接密度。另外金属条1.8的形状在此处只是举例，可以是其它各种形状，都在本专利的保护范围之内。

如图6所示：功率超声波发生器3，采用的是变频移相多峰值随动控制技术，有多个可调参数，能够适应复杂结构条件下的功率超声的有效传递，以达到最好的应用效果。

纵向功率超声传递系统2由专用螺母2.1、能量波传振杆2.2、专用密封件2.3、能量波传振环2.4组成。其中，能量波传振杆2.2和能量波传振环2.4要用特殊传振性好的材料加工，并进行特殊的热处理。能量波传振环2.4和换热板片1.3之间在安装前要进行研磨处理，以确保在压紧状态时的密封效果，必要时可以采用钎焊、摩擦焊接、电阻焊等方式处理。

如图7所示：是壳体6的整体效果图，壳体6包括板程的出口6.1、板程的入口6.4、壳程的入口6.2、壳程的出口6.3。当壳程和管程有不同温度的物料流动时，换热板片在功率超声波发生器3和功率超声传递系统2的驱动下，致使换热板片1.3上的每一个质点都产生高频椭圆运动，这种运动的结果具有很好的防垢除垢和强化换热效果。

工作原理：本实用新型不结垢换热器在正常工作时，压力高、温度高、洁净的工质在壳程通过，压力低、吸收热量、或被蒸发的工质在板程通过，由于两种流动的工质存在温差，在流动过程中就会有热量传递，为了强化传热效果，一般采用逆流流动方式，以降膜式浓盐污水蒸发器为例说明其工作原理，如图7所示：被蒸发浓盐污水从6.4板程的入口进入换热器的板程，在上升过程中吸收热量后从6.1是板程的出口进入到下一个工序。新鲜蒸汽从6.2壳程的入口进入，和浓盐污水的流动方向相反，从6.3壳程的出口进入到下道工序。浓盐污水中含盐量比较高，还含有多种热敏性物料，在蒸发浓缩时易在换热板片1.3的污水侧受热而分解变质或在加热壁面上形成结疤,从而影响蒸发效率和热能的利用率。

为了解决上述结垢结疤的问题，以图1为例在其上面安装了3套超声能量传递系统。如图6所示，功率超声波发生器3与能量波传振杆2.2通过专用密封件2.3紧密连接；每个换热板片1.3之间都有能量波传振环2.4，它们通过能量波传振杆2.2和专用螺母2.1紧密连接，这样功率超声波发生器3产生的变频移相多峰值功率信号通过纵向功率超声传递系统2就传递到了每一个换热片1.3上。

图1和图7案例中共安装了三套纵向功率超声传递系统2和三个功率超声波发生器3，通过传递波形的可视化调节，使三套系统的能量协调工作，保持换热板片1.3表面上的质点始终保持高频椭圆运动，这种运动的结果不具有很好的防垢除垢效果，而且具有非常好的强化换热效果，高出普通换热面的30％以上。

如图8所示：这是本实用新型的另一种组装模式，在换热片1.9上不开口，但在上面还需要安装金属柱或金属条，起到支撑的作用。其能量波传递的方式通过折流板来传递，如图9所示，在折流板8上加工有连接功率超声波发生器3的能量接口9，整体安装形式如图10、11所示。这种安装方式要求传递能量的折流板8和每一片换热片1.9要进行紧密焊接。

功率超声波发生器3工作时产生的高频低振幅能量波通过折流板8传递到每一个换热片1.9上，使换热板片1.9表面上的质点始终保持高频椭圆运动，这种运动的结果不仅具有很好的防垢除垢效果，而且具有非常好的强化换热效果，高出普通换热面的30％以上。为了防止上下管板处结垢，在上下管板处也可以安装功率超声波发生器3，通过管板把功率超声波能量传递到每个换热板片1.9上。

如图12所示：图12是本实用新型的又一种组装模式，能量接口11和横向能量传递杆10组成了能量波的传递系统，安装方式如图13所示，横向能量传递杆10要和每一片换热片1.9要进行紧密接触。功率超声波发生器3工作时产生的高频低振幅能量波通过能量接口11和横向能量传递杆10传递到每一个换热片1.9上，达到除垢防垢和强化换热的效果。

如图14所示，是针对大型换热设备的一种组装方式。即一个换热设备上安装有多个横向能量传递杆10，并在其上面安装多个功率超声波发生器3，工作原理同上。

如图15所示，是针对大型换热设备的另一种组装方式。即一个换热设备上安装有多个纵向功率超声传递系统2，并在其上面安装多个功率超声波发生器3。工作原理同上。安装调试时通过传递波形的可视化调节，使多套系统的能量传递协调工作，保持换热板片1.3表面上的质点始终保持高频椭圆运动，从而实现除垢防垢和强化换热的效果。

当换热温差较大时，会使换热板片产生较大的伸缩变形，为了安全考虑在换热器内部和管板之间加装膨胀节5，如图1所示。当换热温差不大时，换热板片产生较大的伸缩变形不会影响整体强度时，可以采用两端固定管板式安装方案，如图11所示。

实施例二

一种不结垢板壳式换热器，所述不结垢板壳式换热器包括：换热板组、至少一纵向功率超声传递系统、至少一功率能量波发生器、至少一导流隔板、壳体；

所述换热板组、各纵向功率超声传递系统、各导流隔板设置于壳体内，功率能量波发生器连接对应的纵向功率超声传递系统；换热器内部和管板之间设置所述膨胀节。

综上所述，本实用新型提出的不结垢板壳式换热器，不但具有板式换热器换热效率高、占地面积小的特点；还具有管壳式换热器的耐高温高压的特点,而且强化换热效果显著，代表高效节能换热产品的发展方向。

这里本实用新型的描述和应用是说明性的，并非想将本实用新型的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本实用新型的精神或本质特征的情况下，本实用新型可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本实用新型范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (8)

1.一种不结垢板壳式换热器，其特征在于，所述不结垢板壳式换热器包括：换热板组、至少一纵向功率超声传递系统、至少一功率能量波发生器、至少一导流隔板、膨胀节、壳体；

所述换热板组、各纵向功率超声传递系统、各导流隔板设置于壳体内，功率能量波发生器连接对应的纵向功率超声传递系统；换热器内部和管板之间设置所述膨胀节；

所述换热板组包括：上管板、下管板、传热片，传热片分别和上管板、下管板之间焊接；

所述换热板组由换热板片加工形成，在换热板片上有安装传递超声波能量的开孔，在换热板片的两侧均匀的焊接有金属圆柱，在换热板片的两侧均匀的焊接有金属条，起到换热片之间相互支持的作用，根据使用压力的大小来确定金属圆柱或金属条的焊接密度；

所述功率超声波发生器采用变频移相多峰值随动控制技术，有多个可调参数，适应复杂结构条件下的功率超声的有效传递；

所述纵向功率超声传递系统包括专用螺母、能量波传振杆、专用密封件、能量波传振环；其中，能量波传振杆和能量波传振环用传振性好的材料加工，并进行热处理；能量波传振环和换热板片之间在安装前要进行研磨处理，确保在压紧状态时的密封效果，采用钎焊、摩擦焊接、电阻焊的方式处理；

所述功率超声波发生器与能量波传振杆通过专用密封件紧密连接；每个换热板片之间都有能量波传振环，它们通过能量波传振杆和专用螺母紧密连接，这样功率超声波发生器产生的变频移相多峰值功率信号通过纵向功率超声传递系统就传递到了每一个换热片上；

所述壳体设有板程的出口、板程的入口、壳程的入口、壳程的出口；当壳程和管程有不同温度的物料流动时，换热板片在功率超声波发生器和功率超声传递系统的驱动下，致使换热板片上的每一个质点都产生高频椭圆运动，以提升防垢除垢和强化换热。

2.一种不结垢板壳式换热器，其特征在于，所述不结垢板壳式换热器包括：换热板组、至少一纵向功率超声传递系统、至少一功率能量波发生器、至少一导流隔板、壳体；

所述换热板组、各纵向功率超声传递系统、各导流隔板设置于壳体内，功率能量波发生器连接对应的纵向功率超声传递系统。

3.根据权利要求2所述的不结垢板壳式换热器，其特征在于：

所述换热板组包括：上管板、下管板、传热片，传热片分别和上管板、下管板之间焊接；

所述换热板组由换热板片加工形成，在换热板片上有安装传递超声波能量的开孔，在换热板片的两侧均匀的焊接有金属圆柱，在换热板片的两侧均匀的焊接有金属条，起到换热片之间相互支持的作用，根据使用压力的大小来确定金属圆柱或金属条的焊接密度；

所述功率超声波发生器采用变频移相多峰值随动控制技术，有多个可调参数，适应复杂结构条件下的功率超声的有效传递；

所述纵向功率超声传递系统包括专用螺母、能量波传振杆、专用密封件、能量波传振环；其中，能量波传振杆和能量波传振环用传振性好的材料加工，并进行热处理；能量波传振环和换热板片之间在安装前要进行研磨处理，确保在压紧状态时的密封效果，采用钎焊、摩擦焊接、电阻焊的方式处理；

所述功率超声波发生器与能量波传振杆通过专用密封件紧密连接；每个换热板片之间都有能量波传振环，它们通过能量波传振杆和专用螺母紧密连接，这样功率超声波发生器产生的变频移相多峰值功率信号通过纵向功率超声传递系统就传递到了每一个换热片上；

所述壳体设有板程的出口、板程的入口、壳程的入口、壳程的出口；当壳程和管程有不同温度的物料流动时，换热板片在功率超声波发生器和功率超声传递系统的驱动下，致使换热板片上的每一个质点都产生高频椭圆运动，以提升防垢除垢和强化换热。

4.根据权利要求3所述的不结垢板壳式换热器，其特征在于：

在壳体内安装三套超声能量传递系统；功率超声波发生器与能量波传振杆通过专用密封件紧密连接；每个换热板片之间都有能量波传振环，它们通过能量波传振杆和专用螺母紧密连接，这样功率超声波发生器产生的变频移相多峰值功率信号通过纵向功率超声传递系统就传递到了每一个换热片上；

通过传递波形的可视化调节，使三套系统的能量协调工作，保持换热板片表面上的质点始终保持高频椭圆运动。

5.根据权利要求3所述的不结垢板壳式换热器，其特征在于：

在换热片上不开口，但在上面安装金属柱或金属条，起到支撑的作用；其能量波传递的方式通过折流板来传递，在折流板加工有连接功率超声波发生器的能量接口；传递能量的折流板和每一片换热片要进行紧密焊接；

功率超声波发生器工作时产生的高频低振幅能量波通过折流板传递到每一个换热片上，使换热板片表面上的质点始终保持高频椭圆运动；为了防止上下管板处结垢，在上下管板处也安装功率超声波发生器，通过管板把功率超声波能量传递到每个换热板片上。

6.根据权利要求3所述的不结垢板壳式换热器，其特征在于：

能量接口和横向能量传递杆组成了能量波的传递系统，横向能量传递杆和每一片换热片要进行紧密接触；功率超声波发生器工作时产生的高频低振幅能量波通过能量接口和横向能量传递杆传递到每一个换热片上，达到除垢防垢和强化换热的效果。

7.根据权利要求3所述的不结垢板壳式换热器，其特征在于：

一个换热设备上安装有多个横向能量传递杆，并在其上面安装多个功率超声波发生器。

8.根据权利要求3所述的不结垢板壳式换热器，其特征在于：

一个换热设备上安装有多个纵向功率超声传递系统，并在其上面安装多个功率超声波发生器。