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CN106332322B - 定出口温度、压力型满液式加热器 - Google Patents

定出口温度、压力型满液式加热器 Download PDF

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CN106332322B
CN106332322B CN201610729790.6A CN201610729790A CN106332322B CN 106332322 B CN106332322 B CN 106332322B CN 201610729790 A CN201610729790 A CN 201610729790A CN 106332322 B CN106332322 B CN 106332322B
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CN
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李庆普
陶乐仁
胡永攀
李垒
孙凯旋
姜云北
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University of Shanghai for Science and Technology
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Abstract

本发明涉及一种定出口温度、压力型满液式加热器，加热器壳体内部焊有挡板，方便进入加热器的流体均匀受热；电加热丝外部套有分子筛，防止电加热丝因局部高温发生爆裂时的残渣进入加热工质，影响系统运行；电加热丝与加热器壳体采用法兰螺纹连接，方便不同功率电加热丝的更换。当加热工质流经加热器时，电加热丝完全浸泡在加热工质内，以实现电能完全转换为流体内能，电子膨胀阀用于对加热器出口流体的压力进行调节，以期达到所要求的设定值。本发明在于对工质进行加热时，不仅可实现壳体内热量间的完全转换，同时实现对加热器出口处工质的压力进行调节，为工质在特定状态下温度、压力值的精度控制提供可能。

Description

定出口温度、压力型满液式加热器
技术领域
本发明涉及一种用于新型能源、石油化工、海水淡化等行业的制冷系统，尤其是一种制冷系统中的满液式电加热器，可实现工质在特定工况下对温度、压力等参数的精度控制。
背景技术
在各涉及换热的技术领域内，电加热器已成为不可或缺的设备，其主要用于对流动的液态、气态介质进行升温、加热处理，当加热工质在压力作用下通过电加热器加热腔时，采用流体热力学原理均匀地带走电热元件工作中所产生的巨大热量，使其达到设定的温度工况要求。但普通电加热器仅仅是在管外缠绕加热丝，通过调节输入电压改变加热功率进而调节工质加热量，考虑到辐射、对流、导热等诸多因素，这种加热方法无非使加热量完全转换为工质内能，很难达到合格的热平衡效果，进而影响对工质状态的控制精度。
发明内容
本发明是要提供一种定出口温度、压力型满液式加热器，用于完成对工质压力、温度等状态参数的高精度控制，当工质流经加热器时，保证电加热丝完全浸入工质内，根据工质进出口状态能量差值调节加热量，且电加热丝的加热量可实现自动调节，以满足变化工况下温度参数的稳定性，使用电子膨胀阀对出口处工质进行压力调节，双重考虑进而完成对工质在特定工况下温度、压力值的高精度控制。
本发明的技术方案为：一种定出口温度、压力型满液式加热器，包括加热器壳体，电加热丝、质量流量计、电子膨胀阀以及用于测量温度、压力参数的铂电阻、压力变送器，所述加热器壳体内部焊有挡板，方便进入加热器的流体均匀受热；所述电加热丝外部套有分子筛，防止电加热丝因局部高温发生爆裂时的残渣进入加热工质，影响系统运行；所述电加热丝与加热器壳体采用法兰螺纹连接，方便不同功率电加热丝的更换；所述加热器的进口端通过管道连接质量流量计，出口端通过管道连接电子膨胀阀。
加热工质流经加热器时，所述电加热丝完全浸泡在加热工质内，以实现电能完全转换为流体内能。
所述电子膨胀阀用于对加热器出口流体的压力进行调节，以期达到所要求的设定值。
所述加热器的进、出端的管道上均设有测量温度的铂电阻和测量压力参数的压力变送器，根据工质进口处温度、压力参数所确定的焓值、质量流量计所测得的工质流量以及工质出口处所需达到状态对应焓值确定电加热丝加热功率，根据工质实际出口压力和所需设定压力的差值确定电子膨胀阀开度，实现对工质压力的控制。
本发明的有益效果在于：工质流经加热器时，不仅实现了壳体内热量间的完全转换，还实现了对加热器出口处工质的压力调节，进而为工质在特定工况下温度、压力值的高精度控制提供可能。除此之外，本发明结构简单，主要连接处均采用螺纹连接，大大简便了制造、安装过程。
附图说明
图1是本发明定出口温度、压力型满液式加热器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明的定出口温度、压力型满液式加热器，包括：加热器壳体1、电加热丝2、质量流量计6、电子膨胀阀5、挡板4、分子筛3、安全阀7，以及用于测量温度的铂电阻、测量压力参数的压力变送器。其中加热器壳体1为圆柱体结构，与电加热丝2通过法兰连接，在加热器壳体1内部分别布置了可使工质均匀受热的挡板及防治残渣进入工质的分子筛3，在加热器壳体1顶部装有安全阀7，防止壳体内部压力过高影响工质加热。加热器的进口端通过管道连接质量流量计，出口端通过管道连接电子膨胀阀5。加热器的进、出端的管道上均设有测量温度的铂电阻和测量压力参数的压力变送器。根据工质进口处温度、压力参数所确定的焓值、质量流量计所测得的工质流量以及工质出口处所需达到状态对应焓值确定电加热丝加热功率，根据工质实际出口压力和所需设定压力的差值确定电子膨胀阀开度，实现对工质压力的控制。
压力、温度参数测量采集仪表说明：
P1、T1：测量进口处工质温度、压力值；
P3：测量加热器内部加热进行时压力；
P2、T2：测量出口处工质温度、压力值；
P4：测量节流后的工质压力值。
加热器实际应用时，工质在加热器进口保持过冷状态，根据P1、T1测量参数查得工质进口焓值，根据工质出口处所要求的两相干度值、压力P2、温度T2确定出口焓值，工质在进出口的焓值差乘以质量流量计测得的工质流量值即为对电加热丝3将要设定的加热功率。若在加热器出口处工质处于两相态，则在各压力变送器的实测压力中满足：P2=P3。加热器设定压力可由测量节流后工质压力的压力变送器测得P4，根据P3、P4的差值调节电子膨胀阀5开度，直至测得压力P4为压力设定值为止。
本发明利用产品自身特性，使电加热量完全转换为工质内能，电子膨胀阀可实现对出口压力值的调节，两者均可可满足对出口状态点温度、压力参数的精度控制。

Claims (4)

1.一种定出口温度、压力型满液式加热器，包括加热器壳体(1)，电加热丝(2)、质量流量计(6)、电子膨胀阀(5)以及用于测量温度的铂电阻、测量压力参数的压力变送器，其特征在于：所述加热器壳体(1)内部焊有挡板(4)，方便进入加热器的流体均匀受热；所述电加热丝(2)外部套有分子筛(3)，防止电加热丝因局部高温发生爆裂时的残渣进入加热工质，影响系统运行；所述电加热丝(2)与加热器壳体(1)采用法兰螺纹连接，方便不同功率电加热丝的更换；所述加热器的进口端通过管道连接质量流量计(6)，出口端通过管道连接电子膨胀阀(5)。
2.根据权利要求1所述的定出口温度、压力型满液式加热器，其特征在于：加热工质流经加热器时，所述电加热丝(2)完全浸泡在加热工质内，以实现电能完全转换为流体内能。
3.根据权利要求1所述的定出口温度、压力型满液式加热器，其特征在于：所述电子膨胀阀(5)用于对加热器出口流体的压力进行调节，以期达到所要求的设定值。
4.根据权利要求1-3任一项所述的定出口温度、压力型满液式加热器，其特征在于：所述加热器的进、出端的管道上均设有测量温度的铂电阻和测量压力参数的压力变送器，根据工质进口处温度、压力参数所确定的焓值、质量流量计所测得的工质流量以及工质出口处所需达到状态对应焓值确定电加热丝加热功率，根据工质实际出口压力和所需设定压力的差值确定电子膨胀阀开度，实现对工质压力的控制。
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