本发明涉及一种换热器，更具体的说，是涉及一种超声波螺旋扁管换热器。
背景技术：
管壳式换热设备的结垢、结焦问题一直是热交换领域困扰人们的重大难题，尤其是海上油田注聚开发过程，原油换热器结垢结焦堵塞，大大降低热交换效率，造成原油脱水温度低，处理困难。换热器使用周期短需要经常清洗，并且传统的机械清洗和化学清洗方法，都需要拆卸设备，操作麻烦。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种超声波螺旋扁管换热器，能够防止管壁内结垢，避免管壁内结焦堵塞，延长设备维护周期。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的一种超声波螺旋扁管换热器，包括由左至右依次连接的左端面封头、左管板、换热器壳体、右管板和右端面封头，所述左端面封头顶部设置有被加热流体入口，底部设置有被加热流体出口，所述换热器壳体顶部设置有加热流体入口，底部设置有加热流体出口，内部水平设置有螺旋扁管，所述螺旋扁管的左右两端分别与左管板的通孔和右管板的通孔一一对应，所述左端面封头内部水平设置有折流挡板，所述折流挡板上部水平设置有第一超声波发生装置，所述第一超声波发生装置固定于左端面封头的侧壁上，所述第一超声波发生装置的一端位于左端面封头的外部，另一端位于左端面封头的内部；所述右端面封头的右下部水平设置有第二超声波发生装置，所述第二超声波发生装置的一端位于右端面封头的外部，另一端位于右端面封头的内部。
所述折流挡板四周分别与左端面封头和左管板密封固定。
所述第一超声波发生装置由超声波换能器、匹配器、电源、电缆和密封部分组成，所述第一超声波发生装置通过法兰与左端面封头固定连接。
所述第二超声波发生装置均由超声波换能器、匹配器、电源、电缆和密封部分组成，所述第二超声波发生装置通过法兰与右端面封头固定连接。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
本发明中，左端面封头内部设置有折流挡板，折流挡板将左端面封头和左管板构成的空间分为上下两部分，设定了被加热流体的流动方向，防止串流；另外，折流挡板上部设置有第一超声波发生装置，第一超声波发生装置一端位于左端面封头外部，另一端位于其内部，右端面封头的右下部设置有第二超声波发生装置，超声波发生装置一端位于右端面封头外部，另一端位于其内部，对腔体内流体直接作用，能量损失小，并通过液体流动将超声能量带入螺旋扁管内壁，防止管壁内结垢，超声波作用后的流体强化传热过程，避免管壁内结焦堵塞，延长了设备维护周期。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图标记:1左端面封头；2左管板；3换热器壳体；4右管板；5右端面封头；6被加热流体入口；7被加热流体出口；8加热流体入口；9加热流体出口；10螺旋扁管；11管箍；12鞍座；13封头法兰；14壳体法兰；15折流挡板；16第一超声波发生装置；17第二超声波发生装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1所示，本发明的一种超声波螺旋扁管换热器，包括由左至右依次连接的左端面封头1、多孔的左管板2、换热器壳体3、多孔的右管板4和右端面封头5，所述左端面封头1顶部设置有被加热流体入口6，底部设置有被加热流体出口7，所述换热器壳体3顶部设置有加热流体入口8，底部设置有加热流体出口9和鞍座12，内部水平设置有螺旋扁管10，所述螺旋扁管10管束之间使用管箍11进行固定，既保证管道支撑稳固，又不影响壳程内液体的流动，所述螺旋扁管10采用直通设计，所述螺旋扁管10的左右两端分别与左管板2的通孔和右管板4的通孔一一对应，进行焊接密封。所述左端面封头1和右端面封头5均设置有与其一体结构的封头法兰13，所述换热器壳体3左右两端设置有与其一体结构的壳体法兰14，所述左端面封头1、左管板2和换热器壳体3之间通过各自的法兰、螺栓和垫片密封连接，所述右端面封头5、右管板4和换热器壳体3之间通过各自的法兰、螺栓和垫片密封连接，形成管程和壳程两个独立运行通道。换热器壳程内不设计安置折流挡板，加热流体从加热流体入口进入换热器壳体3，通过螺旋扁管10外部螺旋结构在换热器壳体3内部使加热流体搅动形成湍流，降低了加热流体的流动阻力，减少了能量的消耗，增加了热传导效率，提高了换热效率。
所述左端面封头1内部水平设置有折流挡板15，所述折流挡板15四周分别与左端面封头1和左管板2固定连接，连接处进行密封处理，防止液体串流。所述折流挡板15将左端面封头1和左管板2形成的空间分为上下两部分，使得被加热流体进入到折流挡板15上部空间后不会向下流动，而是穿过左管板2进入到换热器壳体3内部的螺旋扁管10中，然后经过右端面封头5后返回至折流挡板15下部空间，经被加热流体出口7流出。所述折流挡板15上部水平设置有第一超声波发生装置16，所述第一超声波发生装置16直接安装固定于左端面封头1的侧壁上，所述第一超声波发生装置16的一端位于左端面封头1的外部，另一端位于左端面封头1的内部，对腔体内被加热流体直接作用，能量损失小。所述右端面封头5的右下部水平设置有第二超声波发生装置17，所述第二超声波发生装置17的一端位于右端面封头5的外部，另一端位于右端面封头5的内部，直接与被加热流体接触，能量损失小。利用折流挡板15的设计，保证了超声波能量传导方向与液体流动方向保持一致，增强超声波防垢效果。所述第一超声波发生装置16和第二超声波发生装置17的端面分别与液体流动方向一致。所述第一超声波发生装置16和第二超声波发生装置17均由超声波换能器、匹配器、电源、电缆和密封部分组成。所述第一超声波发生装置16通过法兰与左端面封头1固定连接，所述第二超声波发生装置17通过法兰与右端面封头5固定连接。
本发明的工作原理：本发明内左右两端分别设置了第一超声波发生装置16和第二超声波发生装置17，被加热流体进入腔体后，分别与第一超声波发生装置16和第二超声波发生装置17直接接触，形成轴向发射结构，利用超声波强声场处理流体，对被加热液体直接作用，产生大量的空穴和气泡，也就是把液体拉裂而形成无数极微小的局部空穴，当这些空穴和气泡破裂或互相挤压时，产生一定范围的强大的压力峰，这一强压力峰能使成垢物质粉碎悬浮于液体中，并使已生成的垢层破碎使其易于脱落。超声波在液体中通过空化作用，可以使水分子裂解为H·自由基和HO·自由基，甚至H+和OH-等，增加水的溶解能力，使其溶垢能力相对提高。超声波在螺旋扁管10上的吸收和传播速度不同，产生速度差，形成垢层与管壁界面上的相对剪切力，从而导致垢层产生疲劳而松脱。对腔体内流体进行超声波处理，并通过液体流动将超声能量带入螺旋扁管10内部，作用于内部管壁，增强热传导，并且防止管内结垢物质沉积，预防了换热器堵塞，超声波对管道无损伤，延长了设备使用寿命。
尽管上面结合附图对本发明的功能及工作过程进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。