專利名稱：真空相變熱交換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是采用《真空相變》這一超導(dǎo)傳熱新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)小溫差傳遞大熱量，特別適用 在加熱易于結(jié)碳、結(jié)垢，諸如原油、污水等液態(tài)流體的加熱。
背景技術(shù)：
目前在邊遠(yuǎn)、分散采油井口對(duì)原油或油水混合污水加熱方式有兩種其一是將電熱管(棒) 直接置于原油或油水混合污水中。這種加熱方式的缺陷在于電熱管(棒)表面溫度高(一般
在280'C以上)致使原油或油水混合污水在電熱管的表面結(jié)碳、結(jié)垢，電熱管(棒)半很快
被燒壞，這種加熱方式在連續(xù)不間斷環(huán)境中使用壽命一般不會(huì)超出四個(gè)月。其二是將電熱管 (棒)安置于汽一水換熱器的管程中，采用輻射換熱方式，先將管程的管壁加熱，再將與管 程管壁直接接觸的原油或油水混合污水加熱，這種加熱方式的缺陷在于l.電熱管(棒)在管 程狹窄的空間內(nèi)利用空氣進(jìn)行冷卻，在這種環(huán)境中連續(xù)不間斷運(yùn)行一般在半年后，電熱管(棒)
便會(huì)自行燒毀、堵塞在管程內(nèi)，連清除都不可能。2.管程管壁溫度也在15(TC以上，同樣存在
結(jié)碳、結(jié)垢問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服目前上述兩種加熱方式的弊端，本實(shí)用新型發(fā)明，提供了一種全新的加熱方式一 真空相變傳熱。該方式不僅消除了原油或油水混合污水結(jié)碳、結(jié)垢。而且將電熱管浸泡在純 凈工質(zhì)液中，電熱管得到了良好的冷卻，連續(xù)不間斷運(yùn)行可達(dá)四年以上。
另外，本實(shí)用新型發(fā)明，可事先設(shè)定被加熱流體的出口溫度，將該溫度轉(zhuǎn)變成電信號(hào)輸送 給電熱管，進(jìn)而改變電熱管的輸出功率，從而使被加熱流體的出口溫度恒定在設(shè)定溫度。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:采用汽一水換熱器(該換熱器已標(biāo)準(zhǔn)化) 殼程走被加熱流體，管程走工質(zhì)蒸汽。該工質(zhì)蒸汽溫度針對(duì)被加熱流體的類別和溫升的不同， 可任意設(shè)定。在被加熱流體的出口側(cè)設(shè)置一個(gè)安裝電熱管的管狀空間，該管狀空間安置電熱 管、充填純凈工質(zhì)液，該管狀體上設(shè)有改變電熱管輸出功率大小的信號(hào)接口液化工質(zhì)回流接 口，為便于液化工質(zhì)回流，在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，汽一水換熱器軸線與水平線的夾角應(yīng)保證在3° 到5° (入口低出口高)。具體傳熱過(guò)程是液態(tài)工質(zhì)被電熱管加熱汽化，吸收汽化潛熱—進(jìn) 入管程工質(zhì)液化、放出潛熱，使被加熱流體升溫液化工質(zhì)經(jīng)回流管進(jìn)入安有電熱管的汽 化區(qū)，如此周而復(fù)始地在一個(gè)封閉系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行汽化(吸熱)、液化(放熱)循環(huán)。
簡(jiǎn)而言之，由電熱管(5)工質(zhì)(6)和電熱管管套(7)構(gòu)成汽化吸熱區(qū)，汽一水換熱器) (l)為冷凝放熱區(qū)。
當(dāng)然，在系統(tǒng)進(jìn)入正常運(yùn)行之前，我們必須將管程內(nèi)的空氣排除，其真空度小于10 a。 至于純凈工質(zhì)充裝量，應(yīng)依據(jù)被加熱流體的流量和溫升進(jìn)行計(jì)算，以保證電熱管剛好浸泡 在工質(zhì)液中為一標(biāo)準(zhǔn)。
本實(shí)用新型的有益效果是在于徹底解決了被加熱流體在加熱過(guò)程中在管程管壁是易于結(jié) 碳、結(jié):l&弊端，使用壽命可長(zhǎng)達(dá)四年。實(shí)現(xiàn)了用被加熱流體出口溫度來(lái)調(diào)控電熱管的輸出功率，既保證了被加熱流體出口溫度穩(wěn)定在設(shè)定值，又節(jié)省了電能。

本實(shí)用新型如圖所示，由九個(gè)零(部件組成)，圖中l(wèi).汽一水換熱氣，2.工質(zhì)泠凝液回流 管，3.溫度傳感器，4.溫度變送電控裝置，5.電熱管，6.工質(zhì)液，7.電熱管管套，8.球閥，9.溫 度表。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2是原加熱方式。
圖3是本實(shí)用新型加熱方式。
個(gè)；分別表示被加熱流體的進(jìn)出口 ， 10:工質(zhì)蒸汽
圖2表示原加熱方式是用電熱管直接加熱被加熱流體。
圖3表示本實(shí)用新型利用工質(zhì)蒸汽冷凝放出汽化潛熱來(lái)加熱被加熱流體。
圖2、 3中的11:為被熱流體。
具體實(shí)施方式
依據(jù)被加熱流體的流量和溫升計(jì)算出換熱面積(管程外表面積)，選擇或自行設(shè)計(jì)制造汽 —水換熱器(1)。
確定電熱管(5)的功率和工質(zhì)(6)的充裝量。 依據(jù)不同的工況，對(duì)(1)的殼程和管程做水壓實(shí)驗(yàn)。 對(duì)管程做真空，其真空度不小于104Pa。穩(wěn)壓時(shí)間為30min。 經(jīng)球閥(8)往管程系統(tǒng)充裝工質(zhì)(6)充狀量按計(jì)算量。
在設(shè)備送至現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，被加熱流體入口略低于出口，汽一水換熱器的軸線與水平線成 3°至5°夾角。
預(yù)先設(shè)定被加熱流體的出口溫度，啟動(dòng)電熱管(5)，待溫度表(9)指針到50'C時(shí)，便 開啟被加熱流體的入、出口閥門，設(shè)備便投入正常運(yùn)行。
權(quán)利要求1、本熱交換器，由汽—水換熱器本體(1)工質(zhì)冷凝液回流管(2)溫度變送電控裝置(3)(4)球閥(8)溫度表(9)電熱管(5)工質(zhì)(6)所構(gòu)成，其特征是由電熱管(5)工質(zhì)(6)和電熱管管套(7)構(gòu)成汽化吸熱區(qū)，汽—水換熱器(1)為冷凝放熱區(qū)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l.所述本熱交換器其特征是在工質(zhì)液化區(qū)末端和工質(zhì)汽化區(qū)設(shè)置一根液化 工質(zhì)回流管以便液化工質(zhì)回流到汽化區(qū)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l.所述本熱交換器其特征是被加熱流體出口與電熱管之間用溫度變送電控 裝置相連，以此實(shí)現(xiàn)被加熱流體出口溫度與電熱管輸出功率動(dòng)互動(dòng)。
專利摘要一種能夠避免被加熱流體(諸如原油，油水混合污水等)在加熱過(guò)程中，在換熱表面結(jié)碳、結(jié)垢的真空相變熱交換器。它是在汽—水換熱器上，再設(shè)置工質(zhì)冷凝液回流管，溫度變送電控裝置，電熱管，純凈工質(zhì)液，球閥和溫度表。使工質(zhì)液在汽化區(qū)(電熱管周圍)汽化(吸收汽化潛熱)→液化區(qū)(管程)冷凝液化(放出汽化潛熱)→冷凝液經(jīng)回流管回到汽化區(qū)，如此周而復(fù)始地封閉循環(huán)。為便于相變和增大傳熱系數(shù)，對(duì)管程做真空，其真空度不小于10^-4Pa。為使被加熱流體出口溫度恒定于設(shè)定值，在被加熱流體出口與電熱管之間設(shè)有溫度變送電控裝置，以出口溫度來(lái)調(diào)控電熱管輸出功率。
文檔編號(hào)F28D15/02GK201246988SQ20082009009
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者虹 周, 李德平 申請(qǐng)人:李德平;周 虹