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一种高度方向时间启动多部件三管箱蒸汽发生器的制作方法

2021-05-14 15:06:00 来源:中国专利 TAG:蒸汽 除垢 间歇 发生器 振动


1.本发明涉及一种蒸汽发生设备,尤其涉及一种间歇式振动除垢的蒸汽发生器。


背景技术:

2.蒸汽发生器用于产生蒸汽,是是利用燃料或其他能源的热能把水加热成为蒸汽的机械设备。蒸汽发生器应用领域广泛,广泛适用于制衣厂,干洗店,饭店,馍店,食堂,餐厅,厂矿,豆制品厂等场所。在申请人在先的申请中,开发和研究了新式的盘管式的电加热盘管,例如cn106123306a,从而使得因为加热导致的其中流体的膨胀而导致的弹性管束振动,从而实现加热以及除垢效果。
3.但是在应用中发现,持续性的电加热器的加热会导致内部电加热装置的流体形成稳定性,即流体不在流动或者流动性很少,或者流量稳定,导致盘管振动性能大大减弱,从而影响盘管的除垢以及加热的效率。
4.青岛科技大学的在先的申请中,(例如申请号2019101874848),采用了间断式加热的方式使得盘管产生振动,但是间断式加热方式会导致一段时间内不能进行加热,导致加热功率下降。因此本发明进行了改进,采取了更合理的加热方式,提高加热效率。
5.此外,在先申请中,仅仅采用一组盘管,导致换热面积小,换热效果不好。


技术实现要素:

6.本发明针对现有技术中蒸汽发生器的不足,提供一种新式加热装置布局安排的电加热蒸汽发生器。该蒸汽发生器能够提高了加热效率,从而实现很好的除垢以及加热效果。
7.为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
8.一种蒸汽发生器,所述蒸汽发生器包括电加热装置、汽包,所述电加热装置设置在汽包中,所述汽包包括进水管和蒸汽出口,所述电加热装置包括左管箱、中管箱、右管箱和盘管,盘管包括左盘管和右盘管,左盘管与左管箱和中管箱相连通,右盘管与右管箱和中管箱相连通,流体在左管箱、中管箱、右管箱和盘管内进行封闭循环,
9.在左管箱、中管箱和右管箱内分别设置第一电加热器、第二电加热器和第三电加热器;所述第一电加热器、第二电加热器和第三电加热器与控制器进行数据连接,所述控制器控制第一电加热器、第二电加热器和第三电加热器进行加热;
10.沿着高度方向第一电加热器、第二电加热器和第三电加热器设置为多段,每段独立控制,
11.第一电加热器、第二电加热器、第三电加热器分别都是n段,则在一个周期t内,t=0时,第一电加热器、第三电加热器的所有段全部关闭,第二电加热器的所有段全部开启;
12.然后每隔t/2n的时间,第一电加热器、第三电加热器从下端开始启动一个段,同时第二电加热器从上端开始关闭一个段,直到t/2时间第一电加热器、第三电加热器所有段全部启动,第二电加热器所有段全部关闭;
13.然后再每隔t/2n的时间,第一电加热器、第三电加热器从上端开始,每隔t/2n的时
间关闭一个段,同时第二电加热器从下端开始,每隔t/2n的时间开启一个段,直到t时间第一电加热器、第三电加热器全部段关闭,第二电加热器全部段开启。
14.作为优选,盘管为一个或者多个,每个盘管包括多根圆弧形的管束,多根圆弧形的管束的中心线分别是以左管箱、左管箱为同心圆的圆弧,相邻管束的端部连通,流体在左管箱、中管箱和右管箱之间形成串联流动,从而使得管束的端部形成管束自由端。
15.作为优选,第一电加热器、第三电加热器每个段加热功率都相同;第二电加热器每个段是第一、第三电加热器每个段加热功率的两倍。
16.作为优选,中管箱包括第一接口和第二接口,第一接口连接左盘管的接口,第二接口连接右盘管的接口,左盘管的另一接口连接左管箱,右盘管的另一接口连接右管箱;所述第一接口和第二接口设置在中管箱相对的两侧;右盘管的位置是左盘管沿着中管箱的轴线旋转180度后的位置;
17.作为优选,所述左管箱、中管箱和右管箱沿着高度方向上设置。
18.作为优选,所述左管箱与中管箱之间设置左回流管,所述右管箱与中管箱之间设置右回流管。
19.本发明具有如下优点:
20.1、本发明通过电加热器从下部向上逐渐启动,可以使得下部流体充分加热,形成一个很好的自然对流,进一步促进流体的流动,增加弹性振动效果。通过上述的时间变化性的加热功率的变化,可以使得流体在弹性管束内频繁的蒸发膨胀以及收缩,从而不断的带动弹性管束的振动,从而能够进一步实现加热效率以及除垢操作。
21.2、本发明通过对现有技术进行改进,将管箱和盘管分别设置为左右分布的两个,使得左右两侧分布的盘管都能进行振动换热除垢,从而扩大换热振动的区域,越能够使的振动更加均匀,换热效果更加均匀,增加换热面积,强化换热和除垢效果。
22.3、本发明设计了一种新式结构的电加热装置在汽包中的布局图,可以进一步提高加热效率。
23.4、本发明将盘管周期性不断增加加热功率以及降低加热功率,使得加热流体受热后会产生体积不停的处于变化状态中,诱导盘管自由端产生振动,从而强化传热。
24.5、本发明通过大量的实验和数值模拟,优化了盘管的参数的最佳关系,从而实现最优的加热效率。
附图说明:
25.图1为本发明电加热装置的俯视图。
26.图2为电加热装置的主视图。
27.图3是电加热装置间隙式加热的坐标示意图。
28.图4是电加热装置周期性增加以及降低加热功率坐标示意图。
29.图5是电加热装置周期性增加以及降低加热功率的另一个实施例坐标示意图。
30.图6是电加热装置加热功率线性变化的坐标示意图。
31.图7是圆形汽包中设置电加热装置的布局示意图。
32.图8是盘管结构示意图。
33.图9是汽包结构示意图。
34.图10为本发明电加热装置的主视图另一个实施例。
35.图11是本发明电加热装置的尺寸结构示意图。
36.图12是本发明电加热装置在圆形截面加热器中的另一布局示意图
37.图中:1、盘管,101左盘管,102右盘管,2、左管箱,3、自由端,4、自由端,3’自由端、4’自由端,5、进水管,6、蒸汽出口,7、自由端,8、中管箱,9、连接点,10、电加热装置,11、汽包,12管束,131-133电加热器,14右管箱,第一接口15,第二接口16,回流管17,18
具体实施方式
38.一种蒸汽发生器,如图9所示,所述蒸汽发生器包括电加热装置10、汽包11,所述电加热装置10设置在汽包11中,所述汽包11包括进水管5和蒸汽出口6。蒸汽出口6设置在汽包上部。
39.作为优选,所述汽包是圆柱形结构。
40.图1展示了电加热装置10的俯视图,如图1所示,所述电加热装置10包括左管箱2、中管箱8、右管箱14和盘管1,盘管1包括左盘管101和右盘管102,左盘管101与左管箱2和中管箱8相连通,右盘管102与右管箱14和中管箱8相连通,流体在左管箱2、中管箱8、右管箱14和盘管1内进行封闭循环,所述电加热装置10内设置电加热器131、132、133,所述电加热器131-133用于加热电加热装置10的内流体,然后通过加热的流体来加热汽包内的水。
41.中管箱8包括第一接口15和第二接口16,第一接口15连接左盘管的接口,第二接口16连接右盘管的接口,左盘管的另一接口连接左管箱2,右盘管的另一接口连接右管箱14;所述第一接口15和第二接口16设置在中管箱8相对的两侧;右盘管的位置是左盘管沿着中管箱的轴线旋转180度后的位置;
42.如图1-2所示,在左管箱2、中管箱8和右管箱14内分别设置第一电加热器131、第二电加热器132和第三电加热器133;左管箱2和/或中管箱8和/或右管箱14内填充相变流体;盘管1为一个或者多个,每个盘管1包括多根圆弧形的管束12,多根圆弧形的管束12的中心线分别是以左管箱2、左管箱14为同心圆的圆弧,相邻管束12的端部连通,流体在左管箱2、中管箱8和右管箱14之间形成串联流动,从而使得管束的端部形成管束自由端3、4、3’、4’;所述流体是相变流体,汽液相变流体,所述第一电加热器131、第二电加热器132和第三电加热器133与控制器进行数据连接,所述控制器控制第一电加热器131、第二电加热器132和第三电加热器133进行加热。
43.作为优选,所述左管箱2、中管箱8和右管箱14沿着高度方向上设置。
44.作为优选,所述左管箱2与中管箱8之间设置左回流管17,所述右管箱14与中管箱8之间设置右回流管18。作为优选,所述回流管设置在底部。
45.所述流体在中管箱8进行加热蒸发,沿着弧形管束向左右两个盘管101、102流动,流体受热后会产生体积膨胀,从而形成蒸汽,而蒸汽的体积远远大于水,因此形成的蒸汽会在盘管内进行快速冲击式的流动。因为体积膨胀以及蒸汽的流动,能够诱导弧形管自由端产生振动,换热管自由端在振动的过程中将该振动传递至周围换热流体,流体也会相互之间产生扰动,从而使得周围的换热流体形成扰流,破坏边界层,从而实现强化传热的目的。流体在左右管箱冷凝放热后又通过回流管回流到中管箱。相反,流体也可以在左右管箱加热,然后进入中管箱冷凝后通过回流管返回到左右管箱进行循环。
46.本发明通过对现有技术进行改进,将管箱和盘管分别设置为左右分布的两个,使得左右两侧分布的盘管都能进行振动换热除垢,从而扩大换热振动的区域,越能够使的振动更加均匀,换热效果更加均匀,增加换热面积,强化换热和除垢效果。
47.作为一个选择,所述的所述箱体内设置药物,所述药物浸泡在水中,使用时,在箱体内通过热管加热水,通过水来加热药物,从而在箱体内产生药液。该蒸发器是药液熏洗蒸发器。
48.作为另一个选择,所述蒸汽发生器还包括药液蒸发箱,所述药液蒸发箱通过管路与箱体连通,所述药液蒸发箱内设置雾化器,所述蒸汽出口6设置在药液蒸发箱上部。
49.产生的药液通过管路进入药液蒸发箱内,并在药液蒸发箱内进行雾化,然后通过蒸汽出口排出。蒸汽出口可以直接对着患者的生病位置排放,用于治疗。
50.作为一个选择,所述的蒸汽用于衣物熨烫。例如用于服装设计中的衣服的熨烫。
51.作为优选,所述左盘管的弧形管是以左管箱的轴线为圆心分布,所述右盘管的弧形管是以右管箱的轴线为圆心分布。通过将左右管箱设置为圆心,可以更好的保证弧形管的分布,使得振动和加热均匀。
52.作为优选,所述盘管为多个。
53.作为优选,右盘管(包括右管箱)的位置是左盘管(包括左管箱)沿着中管箱的轴线旋转180度(角度)后的位置。通过如此设置,能够使得换热的弧形管分布更加合理均匀,提高换热效果。
54.作为优选,左盘管101和右盘管102在高度方向上错列分布,如图10所示。通过错列分布,能够使得在不同高度上进行振动换热和除垢,使得振动更加均匀,强化换热和除垢效果。
55.作为优选,沿着中管箱8的高度方向,所述盘管1(例如同一侧(左侧或者右侧))设置为多个,从上向下方向,盘管1(例如同一侧(左侧或者右侧))的管径不断变小。
56.作为优选,沿着中管箱8的从上向下方向,盘管(例如同一侧(左侧或者右侧))的弧形管管径不断变小的幅度不断的增加。
57.通过盘管的管径幅度增加,可以保证更多的蒸汽通过上部在左右箱体和中管箱之间循环,保证所有盘管内蒸汽的分配均匀,进一步强化传热效果,使得整体振动效果均匀,换热效果增加,进一步提高换热效果以及除垢效果。通过实验发现,采取此种结构设计可以取得更好的换热效果以及除垢效果。
58.作为优选,沿着中管箱8的高度方向,所述同一侧(左侧或者右侧)盘管设置为多个,从上向下方向,同一侧(左侧或者右侧)相邻盘管的间距不断变大。
59.作为优选,沿着第一集管的高度方向,同一侧(左侧或者右侧)盘管之间的间距不断变大的幅度不断的增加。
60.通过盘管的间距幅度增加,可以保证更多的蒸汽通过上部进入左右箱体和中管箱之间循环,保证所有盘管内蒸汽的分配均匀,进一步强化传热效果,使得整体振动效果均匀,换热效果增加,进一步提高换热效果以及除垢效果。通过实验发现,采取此种结构设计可以取得更好的换热效果以及除垢效果。
61.在试验中发现,左管箱2、右管箱14、中管箱8的管径、距离以及弧形管的管径可以对换热效率以及均匀性产生影响。如果集管之间距离过大,则换热效率太差,弧形管之间的
距离太小,则弧形管分布太密,也会影响换热效率,集管以及换热管的管径大小影响容纳的液体或者蒸汽的体积,则对于自由端的振动会产生影响,从而影响换热。因此左管箱2、右管箱14、中管箱8的管径、距离以及弧形管的管径具有一定的关系。
62.本发明是通过多个不同尺寸的热管的数值模拟以及试验数据总结出的最佳的尺寸关系。从换热效果中的换热量最大出发,计算了近200种形式。所述的尺寸关系如下:
63.中管箱8的中心与左管箱2的中心之间的距离等于中管箱8的中心与右管箱14的中心之间的距离,为l,左管箱2的管径、中管箱8的管径、右管箱14的半径为r,弧形管中最内侧弧形管的轴线的半径为r1,最外侧弧形管的轴线的半径为r2,则满足如下要求:
64.r1/r2=a*(r/l)
2-b*(r/l) c;其中a,b,c是参数,其中4.834<a<4.835,1.390<b<1.391,0.5585<c<0.5590;作为优选,a=4.8344,b=1.3906,c=0.5587。
65.作为优选,34<r<61mm;114<l<191mm;69<r1<121mm,119<r2<201mm。
66.作为优选,盘管的弧形管的数量为3-5根,优选为3或4根。
67.作为优选,0.57<r1/r2<0.61;0.3<r/l<0.32。
68.作为优选,0.583<r1/r2<0.60;0.304<r/l<0.316。
69.作为优选,弧形管的半径优选为10-40mm;优选为15-35mm,进一步优选为20-30mm。
70.作为优选,左管箱2、右管箱14、中管箱8的圆心在一条直线上。
71.作为优选,自由端3、4的端部之间以左集箱的中心轴线为圆心的弧度为95-130角度,优选120角度。同理自由端3’、4’和自由端3、4的弧度相同。通过上述优选的夹角的设计,使得自由端的振动达到最佳,从而使得加热效率达到最优。
72.作为优选,所述箱体是圆形截面,设置多个电加热装置,其中一个设置在圆形截面圆心的中心电加热装置和其它的形成围绕圆形截面圆心分布的电加热装置。
73.作为优选,盘管1的管束是弹性管束。
74.通过将盘管1的管束设置弹性管束,可以进一步提高换热系数。
75.进一步优选,所述电加热器是电加热棒。
76.所述盘管1为多个,多个盘管1为并联结构。
77.研究以及实践中发现,持续性的功率稳定性的电加热器的加热会导致内部电加热装置的流体形成稳定性,即流体不在流动或者流动性很少,或者流量稳定,导致盘管1振动性能大大减弱,从而影响盘管1的除垢以及加热的效率。因此需要对上述电加热盘管进行如下改进。
78.作为一个优选,第一、第三电加热器131、133与第二电加热器132随着时间的变化周期性的交替进行加热。
79.如图3所示,在一个周期时间t内,第一电加热器、第三电加热器的加热功率为p1、p3,第二电加热器的加热功率为p2,p1、p2、p3变化规律如下:
80.0-t/2的半个周期内,p1=n,p2=0,p3=n,即第一电加热器、第三电加热器加热功率保持恒定,第二电加热器不加热;
81.t/2-t的半个周期内,p1=0,p2=m,p3=0,即第一电加热器、第三电加热器不加热,第二电加热器加热功率保持恒定。
82.作为一个选择,在一个周期时间t内,第一电加热器、第三电加热器的加热功率为
p1、p3,第二电加热器的加热功率为p2,p1、p2、p3变化规律如下:
83.0-t/2的半个周期内,p2=m,p1=0,p3=0,其中n为常数数值,单位为瓦(w),即第一、第三电加热器加热功率保持恒定,第二电加热器不加热;
84.t/2-t的半个周期内,p2=0,p1=n;p3=n;即第一电加热器不加热,第二、第三电加热器加热功率保持恒定。
85.其中m,n为常数数值,单位为瓦(w)。作为优选,m=2n。
86.t是50-80分钟,其中1000w<n<1500w。
87.通过上述的时间变化性的进行加热,可以使得流体在弹性管束内频繁的蒸发膨胀,因为不断的周期性改变蒸汽的膨胀以及流动方向,破坏了单一加热的稳定性,从而不断的带动弹性管束的振动,从而能够进一步实现加热效率以及除垢操作。
88.与在先申请相比,此种加热方式既保证了电加热装置在整个周期内进行加热,又能够使得弹性管束频繁振动,从而能够进一步实现加热效率以及除垢操作。
89.作为一个优选,所述第一电加热器131、第二电加热器132、第三电加热器133分别都设置为多个电加热部件,每个电加热部件独立控制,随着时间的变化,电加热部件启动的数量进行周期性变化。
90.作为一个优选,第一电加热器131、第二电加热器132、第三电加热器133分别都设置为n个电加热部件,一个周期为t,则0-t/2的半个周期内,t=0时,第一电加热器131、第三电加热器133的n个电加热部件全部关闭,第二电加热器132的n个电加热部件全部开启;
91.然后每隔t/2n的时间,第一电加热器131、第三电加热器133分别启动一个电加热部件,第二电加热器132关闭一个电加热部件,直到t/2时间第一电加热器131、第三电加热器133全部启动,第二加热器全部关闭。
92.t/2-t的半个周期内,每隔t/2n的时间,第二电加热器132启动一个电加热部件,同时第一电加热器131、第三电加热器133分别关闭一个电加热部件,直到周期t结束第二加热器全部启动,第一加热器、第三电加热器全部关闭。
93.作为优选,第一电加热器、第三电加热器中的每个电加热部件加热功率都相同。第二电加热器的每个电加热部件的功率是第一、第三电加热器电加热部件功率的两倍。关系图如图4所示。
94.作为一个选择,一个周期为t,则0-t/2的半个周期内,t=0时,第二电加热器132的n个全部关闭,第一电加热器131的n个全部开启;
95.然后每隔t/2n的时间,第二电加热器132启动一个电加热部件,同时第一电加热器131、第三电加热器133关闭一个电加热部件,直到t/2时间第二加热器全部启动,第一加热器、第三电加热器全部关闭。
96.t/2-t的半个周期内,每隔t/2n的时间,第一电加热器131、第三电加热器启动一个电加热部件,同时第二电加热器132关闭一个电加热部件,直到周期t第一、第三电加热器的加热部件全部启动,第二加热器的加热部件全部关闭。
97.通过上述的时间变化性的进行加热,可以使得流体在弹性管束内频繁的蒸发膨胀,因为不断的周期性改变蒸汽的膨胀以及流动方向,破坏了单一加热的稳定性,从而不断的带动弹性管束的振动,从而能够进一步实现加热效率以及除垢操作。
98.与在先申请相比,此种加热方式既保证了电加热装置在整个周期内进行加热,又
能够使得弹性管束频繁振动,从而能够进一步实现加热效率以及除垢操作。
99.作为优选,沿着高度方向电加热器131、132、133设置为多段,每段独立控制,随着时间的变化,在0-t/2的半个周期内,t=0时,第一电加热器131、第三电加热器133的所有段全部关闭,第二电加热器132的所有段全部开启;
100.然后第一电加热器131、第三电加热器133沿着高度方向从下端开始依次启动,直到全部段都启动,同时第二电加热器132沿着高度方向从上端开始依次关闭,直到全部段都关闭;
101.t/2-t的半个周期内,第一电加热器131、第三电加热器133从上端开始依次关闭,第二电加热器132从下端开始依次开启,直到周期结束,第一电加热器131、第三电加热器133的所有段全部关闭,第二电加热器132的所有段全部开启。
102.即假设第一电加热器131、第二电加热器132、第三电加热器133分别都是n段,则在一个周期t内,t=0时,第一电加热器131、第三电加热器133的所有段全部关闭,第二电加热器132的所有段全部开启;
103.然后每隔t/2n的时间,第一电加热器131、第三电加热器133从下端开始启动一个段,同时第二电加热器132从上端开始关闭一个段,直到t/2时间第一电加热器131、第三电加热器133所有段全部启动,第二电加热器132所有段全部关闭;
104.然后再每隔t/2n的时间,第一电加热器131、第三电加热器133从上端开始,每隔t/2n的时间关闭一个段,同时第二电加热器从下端开始,每隔t/2n的时间开启一个段,直到t时间第一电加热器、第三电加热器全部段关闭,第二电加热器全部段开启。
105.作为一个选择,在0-t/2的半个周期内,t=0时,第一电加热器131、第三电加热器133的所有段全部开启,第二电加热器132的所有段全部关闭;然后第一电加热器131第三电加热器133沿着高度方向从上端开始依次关闭,直到全部段都关闭,同时第二电加热器132沿着高度方向从下端开始依次开启,直到全部段都开启;
106.t/2-t的半个周期内,第二电加热器132从上端开始依次关闭,第一电加热器131、第三电加热器133从下端开始依次开启,直到周期结束,第二电加热器132的所有段全部关闭,第一二电加热器131、第三电加热器133的所有段全部开启。
107.即假设第一电加热器131、第二电加热器132、第三电加热器133分别都是n段,则在一个周期t内,t=0时,第二电加热器132的所有段全部关闭,第一电加热器131、第三电加热器133的所有段全部开启;
108.然后每隔t/2n的时间,第二电加热器132从下端开始启动一个段,同时第一电加热器131、第三电加热器133从上端开始关闭一个段,直到t/2时间第二电加热器132所有段全部启动,第一电加热器131、第三电加热器133所有段全部关闭;
109.然后再每隔t/2n的时间,第二电加热器从上端开始,每隔t/2n的时间关闭一个段,同时第一电加热器、第三电加热器133从下端开始,每隔t/2n的时间开启一个段,直到t时间第二电加热器全部段关闭,第一电加热器、第三电加热器133全部段开启。
110.作为优选,第一电加热器、第三电加热器133每个段加热功率都相同。第二电加热器每个段是第一、第三电加热器133每个段加热功率的两倍。关系图如图4所示。
111.通过电加热器从下部向上逐渐启动,可以使得下部流体充分加热,形成一个很好的自然对流,进一步促进流体的流动,增加弹性振动效果。通过上述的时间变化性的加热功
率的变化,可以使得流体在弹性管束内频繁的蒸发膨胀以及收缩,从而不断的带动弹性管束的振动,从而能够进一步实现加热效率以及除垢操作。
112.作为优选,所述第一电加热器131设置为多个,每个电加热器131功率不同,可以一个或者多个组合形成不同的加热功率,所述第二电加热器132设置为多个,每个电加热器132功率不同。所述第三电加热器133设置为多个,每个电加热器功率不同,可以一个或者多个组合形成不同的加热功率
113.在周期t内,t=0,多个第一电加热器131、多个第一电加热器133全部关闭,多个第二电加热器132全部开启,
114.作为一个选择,在0-t/2的半个周期内,按照时间循序,先是单个第一电加热器启动,单个第一电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立启动,然后再启动两个第一电加热器,两个第一电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立启动,然后再逐渐增加第一电加热器启动的数量,如果数量为n,则n个第一电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立启动;直到最后所有的第一电加热器启动,保证所述第一电加热器的加热功率依次增加;
115.同时先是单个第三电加热器启动,单个第三电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立启动,然后再启动两个第三电加热器,两个第三电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立启动,然后再逐渐增加第三电加热器启动的数量,如果数量为n,则n个第三电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立启动;直到最后所有的第三电加热器启动,保证所述第三电加热器的加热功率依次增加;
116.同时单个第二电加热器关闭,单个第二电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立关闭,然后再关闭两个第二电加热器,两个第二电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立关闭,然后再逐渐增加第二电加热装置关闭的数量,如果数量为n,则n个第二电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立关闭;直到最后所有的第二电加热器关闭,保证所述第二电加热器的加热功率依次降低。
117.在t/2-t的下半个周期内,先是单个第一电加热器关闭,单个第一电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立关闭,然后再关闭两个第一电加热器,两个第一电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立关闭,然后再逐渐增加第一电加热器关闭的数量,如果数量为n,则n个第一电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立关闭;直到最后所有的第一电加热器关闭,保证所述第一电加热器的加热功率依次降低。同时,按照时间循序,先是单个第二电加热器启动,单个第二电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立启动,然后再启动两个第二电加热器,两个第二电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立启动,然后再逐渐增加第二电加热器启动的数量,如果数量为n,则n个第二电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立启动;直到最后所有的第二电加热器启动,保证所述第二电加热器的加热功率依次增加。
118.同时单个第三电加热器关闭,单个第三电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立关闭,然后再关闭两个第三电加热器,两个第三电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立关闭,然后再逐渐增加第三电加热器关闭的数量,如果数量为n,则n个第三电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立关闭;直到最后所有的第三电加热器关闭,保证所述第三电加热器的加热功率依次降低。
119.同时,按照时间循序,先是单个第二电加热器启动,单个第二电加热器按照加热功
率依次增加的顺序独立启动,然后再启动两个第二电加热器,两个第二电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立启动,然后再逐渐增加第二电加热器启动的数量,如果数量为n,则n个第二电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立启动;直到最后所有的第二电加热器启动,保证所述第二电加热器的加热功率依次增加
120.例如所述第一电加热器为三个,分别是第一电加热器d1、第一电加热器d2和第一电加热器d3,加热功率分别为p1,p2和p3,其中p1<p2<p3,p1 p2>p3;即d1、d2之和大于d3,上半个周期内按照时间顺序依次启动d1,d2,d3,d1加d2,d1加d3,d2加d3,然后是d1 d2 d3,在下半个周期内关闭的顺序是d1,d2,d3,d1加d2,d1加d3,d2加d3。
121.所述第三电加热器为三个,分别是第一电加热器d4、第一电加热器d5和第一电加热器d6,加热功率分别为p4,p5和p6,其中p4<p5<p6,p4 p5>p6;即d4、d5之和大于d6,上半个周期内按照时间顺序依次启动d4,d5,d6,d4加d5,d4加d6,d5加d6,然后是d4 d5 d6,在下半个周期内关闭的顺序是d4,d5,d6,d4加d5,d4加d5,d5加d6。
122.所述第二电加热器为三个,分别是第二电加热器m1、第二电加热器m2和第二电加热器m3,加热功率分别为p1,p2和p3,其中p1<p2<p3,p1 p2>p3;即m1、m2之和大于m3,上半个周期内按照时间顺序依次关闭m1,m2,m3,m1加m2,m1加m3,m2加m3,然后是m1 m2 m3,在下半个周期内开启的顺序是m1,m2,m3,m1加m2,m1加m3,m2加m3。
123.作为一个选择,在周期t内,t=0,多个第二电加热器132全部关闭,多个第一电加热器131、第三电加热器133全部开启,
124.在0-t/2的半个周期内,按照时间循序,先是单个第二电加热器启动,单个第二电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立启动,然后再启动两个第二电加热器,两个第二电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立启动,然后再逐渐增加第二电加热器启动的数量,如果数量为n,则n个第二电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立启动;直到最后所有的第二电加热器启动,保证所述第一电加热器的加热功率依次增加;同时单个第一电加热器关闭,单个第一电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立关闭,然后再关闭两个第一电加热器,两个第一电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立关闭,然后再逐渐增加第一电加热装置关闭的数量,如果数量为n,则n个第一电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立关闭;直到最后所有的第二电加热器关闭,保证所述第二电加热器的加热功率依次降低。同时单个第三电加热器关闭,单个第三电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立关闭,然后再关闭两个第三电加热器,两个第一电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立关闭,然后再逐渐增加第三电加热装置关闭的数量,如果数量为n,则n个第三电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立关闭;直到最后所有的第三电加热器关闭,保证所述第三电加热器的加热功率依次降低。
125.在t/2-t的下半个周期内,先是单个第二电加热器关闭,单个第二电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立关闭,然后再关闭两个第二电加热器,两个第二电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立关闭,然后再逐渐增加第二电加热器关闭的数量,如果数量为n,则n个第二电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立关闭;直到最后所有的电加热器关闭,保证所述第二电加热器的加热功率依次降低。同时,按照时间循序,先是单个第一电加热器启动,单个第一电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立启动,然后再启动两个第一电加热器,两个第一电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立启动,然后再逐渐
增加第一电加热器启动的数量,如果数量为n,则n个第一电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立启动;直到最后所有的第一电加热器启动,保证所述第一电加热器的加热功率依次增加。同时,按照时间循序,先是单个第三电加热器启动,单个第三电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立启动,然后再启动两个第三电加热器,两个第三电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立启动,然后再逐渐增加第三电加热器启动的数量,如果数量为n,则n个第三电加热器按照加热功率依次增加的顺序独立启动;直到最后所有的第三电加热器启动,保证所述第三电加热器的加热功率依次增加。
126.例如所述第二电加热器为三个,分别是第二电加热器d1、第二电加热器d2和第二电加热器d3,加热功率分别为p1,p2和p3,其中p1<p2<p3,p1 p2>p3;即d1、d2之和大于d3,上半个周期内按照时间顺序依次启动d1,d2,d3,d1加d2,d1加d3,d2加d3,然后是d1 d2 d3,在下半个周期内关闭的顺序是d1,d2,d3,d1加d2,d1加d3,d2加d3。
127.所述第一电加热器为三个,分别是第一电加热器m1、第一电加热器m2和第一电加热器m3,加热功率分别为p1,p2和p3,其中p1<p2<p3,p1 p2>p3;即m1、m2之和大于m3,上半个周期内按照时间顺序依次关闭m1,m2,m3,m1加m2,m1加m3,m2加m3,然后是m1 m2 m3,在下半个周期内开启的顺序是m1,m2,m3,m1加m2,m1加m3,m2加m3。
128.所述第三电加热器为三个,分别是第三电加热器k1、第三电加热器k2和第三电加热器k3,加热功率分别为p1,p2和p3,其中p1<p2<p3,p1 p2>p3;即k1、k2之和大于k3,上半个周期内按照时间顺序依次关闭k1,k2,k3,k1加k2,k1加k3,k2加k3,然后是k1 k2 k3,在下半个周期内开启的顺序是k1,k2,k3,k1加k2,k1加k3,k2加k3。
129.通过电加热器逐渐增加减少加热功率,进一步促进流体的流动,增加弹性振动效果。通过上述的时间变化性的加热功率的变化,可以使得流体在弹性管束内频繁的蒸发膨胀以及收缩,从而不断的带动弹性管束的振动,从而能够进一步实现加热效率以及除垢操作。
130.作为优选,在前半个周期内,电加热装置的加热功率是线性增加的,后半个周期内,电加热装置的加热功率是线性减少的,参见附图6。
131.通过输入电流或电压的变化实现加热功率的线性变化。
132.通过设置多个电加热器,实现电加热器的逐渐数量增加的启动,实现线性变化。
133.作为优选,周期是50-300分钟,优选50-80分钟;单个电加热装置平均加热功率为2000-4000w。
134.作为优选,左管箱、右管箱和中管箱的轴线的连线在一条直线上,或者一个平面上。
135.作为优选,所述左管箱2、右管箱14的管径小于中管箱8的管径。优选中管箱8的管径是左管箱2、右管箱14的管径的1.4-1.5倍。通过左管箱、右管箱和中管箱的管径设置,能够保证流体进行相变在左右箱体内和中管箱保持相同或者接近的传输速度,从而保证传热的均匀性。
136.作为优选,盘管在左管箱的连接位置9低于中管箱与盘管的连接位置。这样保证蒸汽能够快速的向上进入中管箱。同理,盘管在右管箱的连接位置低于中管箱与盘管的连接位置
137.作为优选,如图7所示,所述汽包是横截面为圆形汽包,汽包中设置多个电加热装
置。
138.作为优选,如图7所示,所述汽包内设置的多个电加热装置,其中一个设置在汽包的中心,成为中心电加热装置,其它的围绕汽包的中心分布,成为外围电加热装置。通过如此结构设计,可以使得汽包内流体充分达到振动目的,提高换热效果。
139.作为优选,外围电加热装置的中管箱、左管箱和右管箱之间的连线的延长线构成等多边形,外围电加热装置的中管箱的圆心设置在等多边形的变得中点。
140.中心电加热装置的中管箱圆心设置在汽包横截面的中心。
141.作为优选,单个外围电加热装置的加热功率小于中心电加热装置的加热功率。通过如此设计,使得中心达到更大的震动频率,形成中心振动源,从而影响四周,达到更好的强化传热和除垢效果。
142.作为优选,同一水平换热截面上,流体要达到均匀的振动,避免换热分布不均匀。因此需要通过合理分配不同的电加热装置中的加热功率的大小。通过实验发现,中心电加热装置与外围管束电加热装置的加热功率比例与两个关键因素相关,其中一个就是外围电加热装置与汽包中心之间的间距(即外围电加热装置的圆心与中心电加热装置的圆心的距离)以及汽包的直径相关。因此本发明根据大量数值模拟和实验,优化了最佳的脉动流量的比例分配。
143.作为优选,汽包内壁半径为b,所述中心电加热装置的中管箱圆心设置在汽包圆形截面圆心,外围电加热装置的中管箱圆心距离汽包圆形截面的圆心的距离为s,相邻外围电加热装置的中管箱圆心分别与圆形截面圆心进行连线,两根连线形成的夹角为a,单个外围电加热装置的加热功率为w2,单个中心电加热装置的加热功率为w1,则满足如下要求:
144.w1/w2=a-b*ln(b/s);ln是对数函数;
145.a,b是系数,其中1.9819<a<1.9823,0.5258<b<0.5264;
146.1.25<b/s<2.1;
147.1.6<w1/w2<1.9。
148.其中35
°
<a<80
°

149.作为优选,四周分布数量为4-5个。
150.作为优选,b为1600-2400毫米,优选是2000mm;s为1200-2000毫米,优选为1700mm;换热管的直径为12-20毫米,优选16mm;脉动盘管的最外侧直径为300-560毫米,优选400mm。立管的管径为100-116毫米,优选108毫米,立管的高度为1.8-2.2米,优选为2米,相邻的脉冲管的间距是65-100mm。优选80毫米左右。
151.总加热功率优选为6000-14000w,进一步优选为7500w。
152.进一步优选,a=1.9821,b=0.5261。
153.所述蒸汽出口设置在汽包上壁的中间位置。
154.作为优选,所述的加热流体为汽液相变的流体。
155.作为以优选,所述左管箱2、中管箱8、右管箱14以及盘管1都是圆管结构。
156.作为优选,盘管1的管束是弹性管束。
157.通过将盘管1的管束设置弹性管束,可以进一步提高换热系数。
158.作为优选,左盘管101的内侧管束的第一端与左管箱2连接,第二端与相邻的外侧管束一端连接,左盘管101的最外侧管束的一端与中管箱8连接,相邻的管束的端部连通,从
而形成一个串联的结构。右盘管102的内侧管束的第一端与右管箱14连接,第二端与相邻的外侧管束一端连接,右盘管102的最外侧管束的一端与中管箱8连接,相邻的管束的端部连通,从而形成一个串联的结构。
159.如图8所示,盘管1的管束为4个,管束a、b、c、d联通。当然,不局限于四个,可以根据需要设置多个,具体连接结构与图8相同。
160.如图12所示具有圆形截面的壳体,所述的多个电加热装置设置在圆形壳体内。作为一个优选,所述的电加热装置管在壳体内设置三个,所述的环路热管的左集箱、右集箱以及中部蒸发管的中心连线的延长线形成了圆形截面的内接正三角形。通过如此设置,能够使得可以使得加热器内流体充分达到震动和换热目的,提高换热效果。
161.虽然本发明已以较佳实施例披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
再多了解一些

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