一種具有穩(wěn)壓功能的大氣式冷凝器熱工特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有穩(wěn)壓功能的大氣式冷凝器熱工特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于包括以下裝置：管箱(1)、螺母(2)、全螺紋螺柱(3)、安全閥接口(4)、管束和殼體(5)、蒸汽進(jìn)口(6)、壓力表接口(7)、通大氣接口(8)、管箱墊片(9)、冷卻水進(jìn)口(10)、冷卻水出口(11)，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
【專利說(shuō)明】一種具有穩(wěn)壓功能的大氣式冷凝器熱工特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種具有穩(wěn)壓功能的大氣式冷凝器熱工特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

【背景技術(shù)】
[0002]換熱器是化工、煉油、動(dòng)力、食品、輕工、原子能、制藥、航空及其它許多工業(yè)部門廣泛使用的一種通用工藝設(shè)備，在工業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位。管殼式換熱器由于傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、單位體積傳熱面積大、節(jié)省材料和成本低等優(yōu)點(diǎn)，是目前國(guó)內(nèi)外換熱設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)形式。研宄換熱器性能，能夠有效的提高設(shè)備傳熱效率、減小設(shè)備尺寸以及降低其成本。高效換熱元件的開(kāi)發(fā)是強(qiáng)化換熱的核心技術(shù)，深入研宄其流動(dòng)和傳熱的內(nèi)在機(jī)理和規(guī)律對(duì)換熱裝備的設(shè)計(jì)、優(yōu)化有著重要的實(shí)際意義。
[0003]能源是經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是衡量綜合國(guó)力和人民生活水平以及國(guó)家文明發(fā)達(dá)程度的指標(biāo)。保證穩(wěn)定的能源，始終是各個(gè)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的優(yōu)先領(lǐng)域。從整體上看我國(guó)能源利用效率只有30%左右，與世界先進(jìn)水平的52% (日本)還有很大的距離。以石油化工為例，換熱器的投資約占系統(tǒng)設(shè)備總投資的40%左右，若以高效節(jié)能換熱器取代傳統(tǒng)換熱器，其系統(tǒng)的總能耗可降低20%?30%。然而，目前我國(guó)工業(yè)系統(tǒng)使用的換熱器有90%以上仍沿用傳統(tǒng)的換熱器，效率低、流阻大、體積大、材耗多，亟待改進(jìn)。國(guó)家在2006年度制定的節(jié)能技術(shù)政策大綱中明確規(guī)定:發(fā)展高效、長(zhǎng)壽、強(qiáng)化換熱設(shè)備，如各種管殼式強(qiáng)化換熱器、波節(jié)管換熱器、板式換熱器、螺旋管式換熱器、新型高效噴流換熱器、流化床換熱器、碳化硅換熱器、陶瓷換熱器等高溫?fù)Q熱器以及熱管等小溫差換熱器?！丁笆濉惫?jié)能減排綜合性工作方案》明確提出，到2015年，全國(guó)萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗下降到0.869噸標(biāo)準(zhǔn)煤；“十二五”期間，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源6.7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。主要實(shí)施的措施是調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加快淘汰落后產(chǎn)能，推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級(jí)，加快節(jié)能減排技術(shù)開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用，重點(diǎn)推廣高效換熱器等節(jié)能減排技術(shù)。
[0004]本發(fā)明采用在大氣式冷凝器上安裝了通大氣接口以及放氣接口，保證大氣式冷凝器內(nèi)部壓力穩(wěn)定在大氣壓力狀態(tài)上，并且實(shí)現(xiàn)不凝性氣體的排放。本發(fā)明的大氣式冷凝器在不同位置設(shè)置溫度變送器、壓力變送器接口，實(shí)驗(yàn)中通過(guò)對(duì)冷凝器內(nèi)部各測(cè)點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，研宄工質(zhì)冷凝過(guò)程中冷凝器內(nèi)部溫度、壓力的變化。為進(jìn)一步研宄大氣式冷凝器的性能及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了參考。
[0005]本發(fā)明為具有穩(wěn)壓功能的大氣式冷凝器熱工特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，與常規(guī)冷凝器相比，加裝了通大氣接口以及放氣接口，提升冷凝器內(nèi)部的穩(wěn)壓效果。而且，通過(guò)溫度變送器、壓力變送器得到冷凝器內(nèi)部的實(shí)時(shí)溫度、壓力。對(duì)于強(qiáng)化冷凝傳熱、在保證有效面積的前提下，減小換熱器的整體體積有指導(dǎo)性意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明專利的目的在于提供一種具有穩(wěn)壓功能的大氣式冷凝器熱工特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于包括以下裝置:管箱(I)、螺母(2)、全螺紋螺柱(3)、安全閥接口(4)、管束和殼體(5)、蒸汽進(jìn)口(6)、壓力表接口(7)、通大氣接口(8)、管箱墊片(9)、冷卻水進(jìn)口(10)、冷卻水出口 (11)；
[0007]所述管箱(1)通過(guò)全螺紋螺柱(3)固定于管束和殼體(5)的兩端，該管箱(1)的兩端分別設(shè)置有冷卻水進(jìn)口(10)何冷卻水出口(11)，所述全螺紋螺柱(3)的一端還具有螺母(2)，所述安全閥接口(4)、蒸汽進(jìn)口(6)、壓力表接口(7)和通大氣接口(8)位于管束和殼體(5)的上部；
[0008]所述管束和殼體(5)的下部通過(guò)支座固定，該支座包括固定支座(17)和活動(dòng)支座
(20)分別位于管束和殼體(5)的下部?jī)蓚?cè)。
[0009]所述管束和殼體(5)的下部中間具有熱井(19)，該熱井(19)內(nèi)部具有兩個(gè)成一列設(shè)置的液位計(jì)接口(15)，放氣接口(12)和循環(huán)水接口(13)，所述液位計(jì)接口(15)的下部具有冷凝水出口(18)，所述兩個(gè)成一列設(shè)置的液位計(jì)接口(15)與蒸汽進(jìn)口(6)同軸設(shè)置，放氣接口(12)和循環(huán)水接口(13)位于液位計(jì)接口(15)的兩側(cè)與管束和殼體(5)的下部相連。
[0010]所述放氣接口(12)的下部具有溫度計(jì)接口(14)，循環(huán)水接口(13)的下部具有溫度變送器接口(16)。
[0011]所述全螺紋螺柱(3)的數(shù)量為4個(gè)。
[0012]所述管束和殼體(5)中心距稱為管間距t，^為管外徑，應(yīng)當(dāng)滿足t = 1.25-1.5d0o
[0013]所述冷凝器上具有溫度測(cè)點(diǎn)A和壓力測(cè)點(diǎn)B，所述溫度測(cè)點(diǎn)A的數(shù)量為6-10個(gè)，壓力測(cè)點(diǎn)B的數(shù)量為2-6個(gè)。
[0014]所述溫度測(cè)點(diǎn)A的數(shù)量為6-10個(gè)，位于管束和殼體(5)上部的數(shù)量為3-7個(gè)，中部為0-3個(gè)，下部為3個(gè)；壓力測(cè)點(diǎn)B的數(shù)量為2-6個(gè)，位于管束和殼體(5)上部的數(shù)量為1-3個(gè)，下部為1-3個(gè)。
[0015]有益效果:
[0016](1)本發(fā)明通過(guò)在大氣式冷凝器安裝通大氣接口以及放氣接口，保證凝結(jié)過(guò)程中蒸汽壓力損失時(shí)大氣式冷凝器內(nèi)部的穩(wěn)壓狀態(tài)。另外，蒸汽以及大氣中的空氣使得大氣式冷凝器內(nèi)部不斷的存入不凝性氣體，使得其內(nèi)部壓力會(huì)逐漸升高，通過(guò)在水井上安裝放氣接口，排出不凝性氣體，保證大氣式冷凝器內(nèi)壓力穩(wěn)定。
[0017](2)本發(fā)明通過(guò)在管殼式冷凝器殼體上不同位置布置的溫度變送器A和壓力溫度變送器B (如圖1所示)，在不同冷卻水進(jìn)口溫度以及流量時(shí)，以及不同蒸汽參數(shù)(進(jìn)口流量、進(jìn)口溫度、進(jìn)口壓力)時(shí)對(duì)冷凝器內(nèi)部不同位置的溫度、壓力特性進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；通過(guò)分析得出能夠達(dá)到最佳冷凝效果時(shí)的蒸汽和冷卻水間的最優(yōu)匹配參數(shù)。
[0018](3)本發(fā)明在管殼式冷凝器上不同位置的溫度測(cè)點(diǎn)和壓力測(cè)點(diǎn)布置較多，反映了實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng)的不均勻現(xiàn)象，得到了不同位置的溫度、壓力分布。
[0019](4)本發(fā)明的冷凝器采用內(nèi)部可拆卸結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)不同管間距、不同管束布置(包括正三角形排列、正方形排列)、不同管材(不銹鋼、碳鋼、合金鋼)、不同強(qiáng)化換熱元件(光管、波節(jié)管、翅片管)的替換功能，分析每種情況下冷凝器內(nèi)部溫度、壓力特性。
[0020](5)由于蒸汽是從冷凝器頂部的中間位置進(jìn)入，必然與管束的中間位置充分接觸，而隨著趨近于邊緣位置接觸的充分性逐漸減小，導(dǎo)致管束凝結(jié)的不均勻性。因此，本發(fā)明通過(guò)溫度變送器、壓力變送器的多點(diǎn)布置對(duì)管殼式換熱器管束的中間位置到邊緣位置的不均勻性進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，分析凝結(jié)過(guò)程中溫度、壓力的變化規(guī)律。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為本發(fā)明實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為本發(fā)明實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5為本發(fā)明實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0027]一種具有穩(wěn)壓功能的大氣式冷凝器熱工特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于包括以下裝置:管箱(I)、螺母(2)、全螺紋螺柱(3)、安全閥接口 (4)、管束和殼體(5)、蒸汽進(jìn)口 (6)、壓力表接口(7)、通大氣接口(8)、管箱墊片(9)、冷卻水進(jìn)口(10)、冷卻水出口(11)；
[0028]所述管箱(I)通過(guò)全螺紋螺柱(3)固定于管束和殼體(5)的兩端，該管箱(I)的兩端分別設(shè)置有冷卻水進(jìn)口(10)何冷卻水出口(11)，所述全螺紋螺柱(3)的一端還具有螺母(2)，所述安全閥接口(4)、蒸汽進(jìn)口(6)、壓力表接口(7)和通大氣接口(8)位于管束和殼體(5)的上部；
[0029]所述管束和殼體(5)的下部通過(guò)支座固定，該支座包括固定支座(17)和活動(dòng)支座
(20)分別位于管束和殼體(5)的下部?jī)蓚?cè)。
[0030]所述管束和殼體(5)的下部中間具有熱井(19)，該熱井(19)內(nèi)部具有兩個(gè)成一列設(shè)置的液位計(jì)接口(15)，放氣接口(12)和循環(huán)水接口(13)，所述液位計(jì)接口(15)的下部具有冷凝水出口(18)，所述兩個(gè)成一列設(shè)置的液位計(jì)接口(15)與蒸汽進(jìn)口(6)同軸設(shè)置，放氣接口(12)和循環(huán)水接口(13)位于液位計(jì)接口(15)的兩側(cè)與管束和殼體(5)的下部相連。
[0031]所述放氣接口(12)的下部具有溫度計(jì)接口(14)，循環(huán)水接口(13)的下部具有溫度變送器接口(16)。
[0032]所述全螺紋螺柱(3)的數(shù)量為4個(gè)。
[0033]所述管束和殼體(5)中心距稱為管間距t，dQ為管外徑，應(yīng)當(dāng)滿足t = 1.25-1.5d。。
[0034]所述冷凝器上具有溫度測(cè)點(diǎn)A和壓力測(cè)點(diǎn)B，所述溫度測(cè)點(diǎn)A的數(shù)量為6-10個(gè)，壓力測(cè)點(diǎn)B的數(shù)量為2-6個(gè)。
[0035]所述溫度測(cè)點(diǎn)A的數(shù)量為6-10個(gè)，位于管束和殼體(5)上部的數(shù)量為3-7個(gè)，中部為0-3個(gè)，下部為3個(gè)；壓力測(cè)點(diǎn)B的數(shù)量為2-6個(gè)，位于管束和殼體(5)上部的數(shù)量為1-3個(gè)，下部為1-3個(gè)。
[0036]實(shí)施方案1:在冷凝器上布置10個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)A(管箱上部7個(gè)、下部3個(gè))，6個(gè)壓力測(cè)點(diǎn)B(管箱上部3個(gè)、下部3個(gè))，如圖1所示。
[0037]實(shí)施方案2:在冷凝器上布置9個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)A(管箱上部3個(gè)、中部3個(gè)、下部3個(gè))，6個(gè)壓力測(cè)點(diǎn)B(管箱上部3個(gè)、下部3個(gè))，如圖2所示。
[0038]實(shí)施方案3:在冷凝器上布置6個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)A(管箱上部3個(gè)、下部3個(gè))，6個(gè)壓力測(cè)點(diǎn)B(管箱上部3個(gè)、下部3個(gè))，如圖3所示。
[0039]實(shí)施方案4:在冷凝器上布置10個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)A (管箱上部7個(gè)、下部3個(gè))，2個(gè)壓力測(cè)點(diǎn)B(管箱上部1個(gè)、下部1個(gè))，如圖4所示。
[0040]實(shí)施方案5:在冷凝器上布置10個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)A(管箱上部7個(gè)、下部3個(gè))，4個(gè)壓力測(cè)點(diǎn)B(管箱上部2個(gè)、下部2個(gè))，如圖5所示。
[0041]應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種具有穩(wěn)壓功能的大氣式冷凝器熱工特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于包括以下裝置:管箱(1)、螺母(2)、全螺紋螺柱(3)、安全閥接口 (4)、管束和殼體(5)、蒸汽進(jìn)口 (6)、壓力表接口(7)、通大氣接口(8)、管箱墊片(9)、冷卻水進(jìn)口(10)、冷卻水出口(11)； 所述管箱⑴通過(guò)全螺紋螺柱⑶固定于管束和殼體(5)的兩端，該管箱⑴的兩端分別設(shè)置有冷卻水進(jìn)口(10)何冷卻水出口(11)，所述全螺紋螺柱(3)的一端還具有螺母(2)，所述安全閥接口(4)、蒸汽進(jìn)口(6)、壓力表接口(7)和通大氣接口(8)位于管束和殼體(5)的上部； 所述管束和殼體(5)的下部通過(guò)支座固定，該支座包括固定支座(17)和活動(dòng)支座(20)分別位于管束和殼體(5)的下部?jī)蓚?cè)； 所述冷凝器上具有溫度測(cè)點(diǎn)A和壓力測(cè)點(diǎn)B。
2.如權(quán)利要求1所述的一種具有穩(wěn)壓功能的大氣式冷凝器熱工特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于所述管束和殼體(5)的下部中間具有熱井(19)，該熱井(19)內(nèi)部具有兩個(gè)成一列設(shè)置的液位計(jì)接口(15)，放氣接口(12)和循環(huán)水接口(13)，所述液位計(jì)接口(15)的下部具有冷凝水出口(18)，所述兩個(gè)成一列設(shè)置的液位計(jì)接口(15)與蒸汽進(jìn)口(6)同軸設(shè)置，放氣接口(12)和循環(huán)水接口(13)位于液位計(jì)接口(15)的兩側(cè)與管束和殼體(5)的下部相連。
3.如權(quán)利要求2所述的一種具有穩(wěn)壓功能的大氣式冷凝器熱工特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于所述放氣接口(12)的下部具有溫度計(jì)接口(14)，循環(huán)水接口(13)的下部具有溫度變送器接口(16)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種具有穩(wěn)壓功能的大氣式冷凝器熱工特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于所述全螺紋螺柱(3)的數(shù)量為4個(gè)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種具有穩(wěn)壓功能的大氣式冷凝器熱工特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于所述管束和殼體(5)中心距稱為管間距t，^為管外徑，應(yīng)當(dāng)滿足t = 1.25-1.5d0o
6.如權(quán)利要求1所述的一種具有穩(wěn)壓功能的大氣式冷凝器熱工特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于所述冷凝器上具有溫度測(cè)點(diǎn)A和壓力測(cè)點(diǎn)B，所述溫度測(cè)點(diǎn)A的數(shù)量為6-10個(gè)，壓力測(cè)點(diǎn)B的數(shù)量為2-6個(gè)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種具有穩(wěn)壓功能的大氣式冷凝器熱工特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，其特征在于所述溫度測(cè)點(diǎn)A的數(shù)量為6-10個(gè)，位于管束和殼體(5)上部的數(shù)量為3-7個(gè)，中部為0-3個(gè)，下部為3個(gè)；壓力測(cè)點(diǎn)B的數(shù)量為2-6個(gè)，位于管束和殼體(5)上部的數(shù)量為1-3個(gè)，下部為1-3個(gè)。
【文檔編號(hào)】G01M99/00GK104502135SQ201410810724
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月23日
【發(fā)明者】楊龍濱, 韓懷志, 李彥軍, 孫寶芝, 宋思明, 張國(guó)磊, 李曉明, 張鵬, 劉博
申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)