专利名称：冷却水壳程动态模拟实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水处理设备领域，尤其涉及一种冷却水壳程动态模拟实验装置。
背景技术：
循环水处理要解决腐蚀、结垢和微生物控制三大问题，一般采取投加一定浓度的缓蚀阻垢剂等化学处理法来进行控制。在实验室的实验装置中，通常通过静态试验确定缓蚀阻垢剂组成，之后由冷却水动态模拟实验评价缓蚀阻垢剂的实际应用性能。冷却水动态模拟实验是新型缓蚀阻垢剂工业应用前的重要的测试项目。冷却水动态模拟实验由实验室给定条件，模拟现场生产装置的换热器的流速、流态、水质、金属材质、换热强度和冷却水温度等主要参数，以评定水处理药剂缓蚀阻垢的性能。现有的冷却水动态模拟试验装置采用冷却水管程设计，导致冷却水管程动态模拟试验装置不能有效模拟冷却水壳程模拟换热器工况，因此不能准确筛选针对壳程换热器适用的缓蚀、阻垢药剂。另外，由于现有的冷却水动态模拟试验装置需要试管外部采用饱和水·蒸气为中间介质换热，导致大部分热量在产生水蒸汽过程中损失，同时外部的热量流失造成能耗很大。此外，现有的冷却水动态模拟试验装置结构复杂，外壳需要加较厚保温层，导致现有的冷却水动态模拟试验装置体积大，占地面积大。
实用新型内容为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种冷却水壳程动态模拟实验装置，其结构简单、紧凑小巧、安全节能、操作简便。本实用新型提供了一种冷却水壳程动态模拟实验装置，包括通过进水流量计与冷却水源相连的冷却水壳程模拟换热器。在冷却水壳程模拟换热器的进水口和出水口处分别设置有第一温度探头和第二温度探头。第一温度探头、第二温度探头和进水流量计分别与测量显示仪表连接。在一个示例中，换热器包括壳体、内置于壳体的电加热试件，以及与电加热试件连接的电气控制系统。电加热试件优选设置于壳体的轴向中心。在一个示例中，电气控制系统与测量显示仪表连接。在一个示例中，壳体的中段为耐热玻璃管，而两端为不锈钢管。优选地，耐热玻璃管的直径大于不锈钢管的直径，并且耐热玻璃管的长度小于不锈钢管的长度。在一个具体的例子中，不锈钢管例如采用OlOXlXLlmm的无缝管，其中LI为500-650mm;而耐热玻璃管的尺寸为018X3XL2mm，其中L2为300-400mm。在另一个具体的例子中，不锈钢管例如为Φ 19X2XLlmm的无缝管，其中LI为500_650mm ;而耐热玻璃管的尺寸为035X3XL2mm，其中 L2 为 200_300臟。在一个示例中，电加热试件的数量与进水流量计的数量相同。在一个示例中，在换热器的出水口和/或出水口处设置有挂片器。在一个具体例子中，挂片器具有2-10片挂片。[0011]在一个示例中,冷却水源包括补水箱、连接到补水箱上的集水池，以及连接在集水池和进水流量计之间的水泵。在一个示例中，该装置还包括均与换热器的出水口连接的排污流量计和冷却塔，其中冷却塔与集水池相连。本实用新型利用最接近现场生产装置冷却水壳程模拟换热器的流速、流态变化情况，使得动态模拟实验结果更有针对性。另外，换热试件的功率可由外部控制器调整，方便调整冷却水温差。同时，通过使用新型的冷却水壳程模拟换热器，避免了使用蒸汽加热换热试管时所带来的很多问题，例如体积大、温度高、热能易流失等等。由于该冷却水壳程模拟换热器的外部由冷却水包围，温度较低，不需要传统的外层保温，非常安全。此外，内部一体化的换热试件结构非常紧凑，安装拆卸方便快捷，热效率高，并且冷却水进出口温差稳定、控制方便。以下结合附图
来对本实用新型作进一步详细说明，其中图I显示了根据本实用新型的冷却水壳程动态模拟装置的示意图；图2显示了冷却水壳程模拟换热器的一个实施例；图3显示了冷却水壳程动态模拟装置的另一实施例。
具体实施方式
如图I所示，根据本实用新型的冷却水壳程动态模拟装置10包括冷却水壳程模拟换热器5，温度探头6、7，流量计4、8，水泵3，冷却塔2，风机，集水池9，补水箱1，以及图中未示出的测量显示仪表和计算机远程控制系统。冷却水壳程模拟换热器5的具体结构如图2所示，其包括壳体、电加热试件16和电气控制系统17。电加热试件16安装在壳体的轴向中心位置处。可以根据现场要求来自由加减电加热试件16的数量，例如使其数量与流量计4的数量相对应。电加热试件16包括金属壳13和电加热器件12。金属壳13的一端封闭,接线端从另一端引出。电加热试件16可以是铜、不锈钢或碳钢等不同材质。在电加热试件16上连接了电气控制系统17。电气控制系统17为电加热试件16供电，并控制电加热试件16的功率，以改变冷却水温差。电气控制系统17连接测量显示仪表71 (见图3)。冷却水壳程模拟换热器5的壳体的两端为不锈钢管，中段为耐热玻璃管14。在图2所示的实施例中，耐热玻璃管的尺寸例如可选择为Φ18Χ3Χ (300-400)_，而不锈钢管例如可采用Φ IOX I X (500-650)mm无缝管。在另一个具体的实施例中，耐热玻璃管的尺寸例如可选择为Φ35Χ3Χ (200-300)mm，而不锈钢管例如为采用Φ 19X2X (500-650)mm的无缝管。壳体的一端开有进水口 11，另一端开有出水口 15，开有出水孔的一端还开有安装孔。在安装电加热试件16时，电加热试件16封闭的一端插入换热器外壳一侧的安装孔,使换热试件置于换热器的轴向中心位置，之后用螺纹胶垫配合锁紧防止渗水。由于电加热试件16处于换热器5内的轴向中心位置处，因此进入换热器5中的冷却水会在电加热试件16的外周流过，如图2中的箭头所示。换句话说，冷却水包围了整个电加热试件16。因此，整个冷却水壳程模拟换热器5的温度较低，不需要设置传统的外层保温结构，因而非常安全。此外，内部一体化的换热试件的结构非常紧凑，安装拆卸方便快捷，热效率高，冷却水进出口温差稳定、控制方便。补水箱I经阀门与集水池9连接，水泵抽取集水池9中的冷却水经阀门输送到流量计4，通过设置于冷却水壳程模拟换热器5的进水口 11处的温度探头6并经进水口 11进入冷却水壳程模拟换热器5,在与电气控制系统17供电的电加热试件16进行热交换后由出水口 15流出。流出的水在通过设于出水口 15处的温度探头7之后分为两路，一路流回冷却塔2，并在冷却后回到集水池，而另一路经排污阀门进入排污流量计8，最后流出系统。冷却塔2上方可设置有风机。温度探头6、温度探头7、流量计4以及流量计8测得的结果由测量显示仪表实时显示。测量显示仪表具有信号输出端子，还可将测得结果传输至计算机控制系统，进行远程控制及数据采集。在一个例子中，温度探头6与温度探头7测得的温差为3-10°C，流量计4测得的冷却水流速为O. 1-1. Om/s。 图3显示了根据本实用新型的冷却水壳程动态模拟装置的另一实施例。为节约篇幅起见，与图I和2中相同的部件未作详细描述或显示于图中。如图3所示，该冷却水壳程动态模拟装置50包括冷却水壳程模拟换热器55。在冷却水壳程动态模拟装置50中，上游导管的入口端连接进水阀门68，上游导管的出口端连接冷却水壳程模拟换热器55的进水口。另外，下游导管的入口端连接冷却水壳程模拟换热器55的出水口，下游导管的出口端连接出水阀门61。流量计67和温度探头6、7通过导线与测量显示仪表71连接。测量显示仪表71通过导线与计算机与远程控制系统连接(图中未显示)。在该实施例中，冷却水入口端装有流量计67以控制流量，而出口端装有挂片器65。优选地，可以在换热器的出水口和出水口处均安装挂片器，各处可装挂片2-10片。在冷却水壳程循环水旁路监测换热装置工作时，循环水通过进水阀门68进入流量计67，通过进入端温度探头6由冷却水壳程模拟换热器55的进水口进入，与电加热试件16进行热交换后，由出水口流出，通过出口端温度探头7流入挂片器65，经出水阀门61流出。以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型保护范围并不局限于此。任何本领域的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，均可对其进行适当的改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种冷却水壳程动态模拟实验装置，其特征在于，包括通过进水流量计与冷却水源相连的冷却水壳程模拟换热器，在所述冷却水壳程模拟换热器的进水口和出水口处分别设置有第一温度探头和第二温度探头，所述第一温度探头、第二温度探头和进水流量计分别与测量显示仪表连接。
2.如权利要求I所述的装置，其特征在于，所述换热器包括壳体、内置于壳体的电加热试件，以及与所述电加热试件连接的电气控制系统。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电气控制系统还与所述测量显示仪表连接。
4.如权利要求I到3中任一项所述的装置，其特征在于，所述壳体的中段为耐热玻璃管，而两端为不锈钢管。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述耐热玻璃管的直径大于所述不锈钢管的直径，并且所述耐热玻璃管的长度小于所述不锈钢管的长度。
6.如权利要求I到3中任一项所述的装置，其特征在于，所述电加热试件的数量与所述进水流量计的数量相同。
7.如权利要求I到3中任一项所述的装置，其特征在于，在所述换热器的出水口和/或出水口处设置有挂片器。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述挂片器具有2-10片挂片。
9.如权利要求I到3中任一项所述的装置，其特征在于，所述冷却水源包括补水箱、连接到所述补水箱上的集水池，以及连接在所述集水池和进水流量计之间的水泵。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括均与所述换热器的出水口连接的排污流量计和冷却塔，其中所述冷却塔与所述集水池相连。
专利摘要本实用新型涉及一种冷却水壳程动态模拟实验装置，包括通过进水流量计与冷却水源相连的冷却水壳程模拟换热器。在冷却水壳程模拟换热器的进水口和出水口处分别设置有第一温度探头和第二温度探头。第一温度探头、第二温度探头和进水流量计分别与测量显示仪表连接。本实用新型利用最接近现场生产装置冷却水壳程模拟换热器的流速、流态变化情况，使得动态模拟实验结果更有针对性。
文档编号C02F5/08GK202754853SQ201220228639
公开日2013年2月27日 申请日期2012年5月21日 优先权日2012年5月21日
发明者常磊, 吴颖, 齐海英, 郦和生 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司北京化工研究院