一種耐高溫單管程換熱器的制造方法
【專利摘要】一種耐高溫單管程換熱器，屬于石油化工、熱能利用、過程裝備設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，用于解決高溫?fù)Q熱器管板容易損壞問題。包括設(shè)備殼體、換熱管束、外管箱及內(nèi)管箱，其特征是：在換熱管束中心或偏心位置設(shè)置1組由內(nèi)管和外管組成的套管，換熱管束及外管一端與外管箱連接，另一端與內(nèi)管箱連接，內(nèi)管的里端在內(nèi)管箱內(nèi)部、外端經(jīng)外管箱穿出，內(nèi)管箱設(shè)在殼體內(nèi)部并與導(dǎo)向定位裝置銜接。該換熱器可適應(yīng)高溫?fù)Q熱、逆流換熱，管板溫度均勻不易損壞，換熱管束可整體抽出便于檢修，適用于高溫介質(zhì)換熱、蒸汽發(fā)生器。
【專利說明】一種耐高溫單管程換熱器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于石油化工、熱能利用、過程裝備設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種耐高 溫單管程換熱器。

【背景技術(shù)】
[0002] 石油化工生產(chǎn)過程有很多余熱，有的裝置甚至有很多高溫余熱。如催化裂化裝 置分餾系統(tǒng)有循環(huán)油漿280°C?350°C余熱、二中循環(huán)油200°C?300°C余熱、一中循環(huán)油 160°C?200°C余熱、回?zé)捰?20°C?330°C余熱等。通常通過熱量交換或產(chǎn)生蒸汽方式回 收余熱，常用的熱交換設(shè)備為浮頭式換熱器或U型管換熱器。催化裂化裝置循環(huán)油漿換熱 器或蒸汽發(fā)生器通常為4管程浮頭式換熱器，介質(zhì)進(jìn)口溫度340?350°C，出口溫度260? 280°C，其外管箱管板介質(zhì)進(jìn)口區(qū)域與介質(zhì)出口區(qū)域存在較大溫差，使管板高低溫交接處產(chǎn) 生較大熱應(yīng)力，天長(zhǎng)日久管板發(fā)生應(yīng)力疲勞導(dǎo)致裂紋甚至斷裂。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的是提供一種耐高溫單管程換熱器，能夠適應(yīng)高溫?fù)Q熱，管板溫 度均勻不易損壞，換熱管束可整體抽出便于檢修。
[0004] 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：包括設(shè)備殼體、換熱管束、外管 箱及內(nèi)管箱，其特征是：在換熱管束中心或偏心位置設(shè)置1組由內(nèi)管和外管組成的套管，換 熱管束及外管一端與外管箱或外集合管連接，另一端與內(nèi)管箱或內(nèi)集合管連接，內(nèi)管的里 端在內(nèi)管箱內(nèi)部、外端經(jīng)外管箱或外集合管穿出，內(nèi)管箱或內(nèi)集合管設(shè)在殼體內(nèi)部并與導(dǎo) 向定位裝置銜接。
[0005] 進(jìn)一步，換熱管是列管或波紋管或螺紋管，還可以在換熱管內(nèi)設(shè)置內(nèi)插物，還可以 在換熱管外側(cè)或/和內(nèi)側(cè)設(shè)置縱向翅片或釘頭。
[0006] 進(jìn)一步，換熱管束采用弓形折流板或雙弓形折流板或螺旋折流板或折流桿支撐導(dǎo) 向。
[0007] 進(jìn)一步，采用圓筒式殼體或釜式殼體，臥式布置或立式布置。
[0008] 進(jìn)一步，還可以在內(nèi)管的內(nèi)側(cè)或/和外側(cè)設(shè)置隔熱層。
[0009] 進(jìn)一步，當(dāng)用于立式蒸汽發(fā)生器方案時(shí)還可以設(shè)置汽水分離空間、絲網(wǎng)或格柵、集 水斗或槽、外置下水管。
[0010] 進(jìn)一步，導(dǎo)向定位裝置是外部調(diào)節(jié)密閉導(dǎo)向定位裝置，包括螺母、螺柱、填料函、導(dǎo) 向定位鍵及外密封罩；或是內(nèi)置固定式導(dǎo)向定位裝置，包括導(dǎo)向定位圓柱鍵、套管及連接 板。
[0011] 本實(shí)用新型創(chuàng)新點(diǎn)和積極效果：
[0012] 本實(shí)用新型創(chuàng)新點(diǎn)是：1、在換熱管束中心或偏心位置設(shè)置1組由內(nèi)管和外管組成 的套管，換熱管束及外管一端與外管箱連接，另一端與內(nèi)管箱連接，內(nèi)管的里端在內(nèi)管箱內(nèi) 部、外端經(jīng)外管箱穿出，內(nèi)管箱設(shè)在殼體內(nèi)部并與導(dǎo)向定位裝置銜接；2、立式蒸汽發(fā)生器方 案設(shè)置汽水分離空間、絲網(wǎng)或格柵、集水斗或槽、外置下水管。
[0013] 本實(shí)用新型積極效果是：1、換熱管束可在殼體內(nèi)部自由熱膨脹，可適應(yīng)高溫?fù)Q熱； 2、消除了多管程換熱器管板不同區(qū)域間較大溫差，管板溫度均勻不易損壞，換熱管束可整 體抽出便于檢修；3、可逆流換熱，實(shí)現(xiàn)熱量交換最大化；4、立式布置可避免催化劑顆粒物 沉積，尤其適用于催化裂化裝置高溫循環(huán)油漿換熱或蒸汽發(fā)生器。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是一種耐高溫單管程換熱器的示意圖。
[0015] 1A-水汽出口，2-除氧水進(jìn)口，4-設(shè)備殼體，5-密閉導(dǎo)向定位裝置，7-內(nèi)管，8-外 管箱，9-管程管口，10-換熱管束，11-外管，12-折流桿，13-內(nèi)管箱。
[0016] 圖2是另一種耐高溫單管程換熱器的示意圖。
[0017] 1-蒸汽出口，2-除氧水進(jìn)口，4A-釜式設(shè)備殼體，5-密閉導(dǎo)向定位裝置，6-絲網(wǎng)， 內(nèi)管，8-外管箱，9-管程管口，10-換熱管束，11-外管，12-折流桿，13-內(nèi)管箱，14-液位 計(jì)，15-汽水分離段。
[0018] 圖3是另一種耐高溫單管程換熱器的示意圖。
[0019] 1-蒸汽出口，2-除氧水進(jìn)口，3-外置下水管，4-設(shè)備殼體，5A-內(nèi)置導(dǎo)向定位連 接板，5B-內(nèi)置導(dǎo)向定位圓柱鍵，6-絲網(wǎng)，7-內(nèi)管，8-外管箱，9-管程管口，10-換熱管束， 11-外管，12-折流桿，13-內(nèi)管箱，14-液位計(jì)，15-汽水分尚段。
[0020] 圖4是另一種耐高溫單管程換熱器的示意圖。
[0021] 1B-煙氣出口，2A-煙氣進(jìn)口，4-設(shè)備殼體，5A-內(nèi)置導(dǎo)向定位連接板，5B-內(nèi)置導(dǎo)向 定位圓柱鍵，7-內(nèi)管，8A-外集合管，9-管程管口，10A-縱向翅片換熱管束，11A-縱向翅片外 管，12-折流桿，13A-內(nèi)集合管。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 見圖1，是應(yīng)用于催化裂化裝置循環(huán)油漿臥式蒸汽發(fā)生器，換熱管束10水平設(shè)置 在設(shè)備殼體4內(nèi)部，在下部位置設(shè)置1根外管11和內(nèi)管7組成的套管，換熱管束10及外管 11兩端分別與外管箱8、內(nèi)管箱13連接，外管箱8下端設(shè)有管程管口 9,內(nèi)管7外端經(jīng)外管 箱8穿出。內(nèi)管箱13設(shè)在設(shè)備殼體4內(nèi)部，用2只密閉導(dǎo)向定位裝置5導(dǎo)向定位，換熱管 束10間設(shè)置數(shù)排折流桿12。設(shè)備殼體4下部設(shè)有2?4個(gè)除氧水進(jìn)口 2,頂部設(shè)有2?4 個(gè)水汽出口 1A。
[0023] 見圖2,是應(yīng)用于催化裂化裝置循環(huán)油漿釜式蒸汽發(fā)生器，換熱管束10水平設(shè)置 在釜式設(shè)備殼體4A下部，并在底部位置設(shè)置1根外管11和內(nèi)管7組成的套管，換熱管束10 及外管11兩端分別與外管箱8、內(nèi)管箱13連接，外管箱8下端設(shè)有管程管口 9,內(nèi)管7外端 經(jīng)外管箱8穿出。內(nèi)管箱13設(shè)在釜式設(shè)備殼體4A內(nèi)部，用2只密閉導(dǎo)向定位裝置5導(dǎo)向 定位，換熱管束10間設(shè)置數(shù)排折流桿12。釜式設(shè)備殼體4A上部是蒸汽空間，設(shè)有除氧水進(jìn) 口 2、液位計(jì)14,頂部與汽水分離段15連接；汽水分離段15內(nèi)設(shè)有絲網(wǎng)6,頂部設(shè)有蒸汽出 □ 1。
[0024] 見圖3,是應(yīng)用于催化裂化裝置循環(huán)油漿立式蒸汽發(fā)生器，換熱管束10垂直設(shè)置 在設(shè)備殼體4內(nèi)部，在中心位置設(shè)置1根外管11和內(nèi)管7組成的套管，換熱管束10及外管 11兩端分別與外管箱8、內(nèi)管箱13連接，外管箱8下端設(shè)有管程管口 9,內(nèi)管7外端經(jīng)外管 箱8穿出。內(nèi)管箱13設(shè)在設(shè)備殼體4內(nèi)部，用內(nèi)置導(dǎo)向定位連接板5A及內(nèi)置導(dǎo)向定位圓 柱鍵5B組成的內(nèi)置導(dǎo)向定位裝置導(dǎo)向，換熱管束10間設(shè)置數(shù)排折流桿12。設(shè)備殼體4上 部與汽水分離段15連接，汽水分離段15中部設(shè)有除氧水進(jìn)口 2、液位計(jì)14,上部設(shè)有絲網(wǎng) 6,頂部設(shè)有蒸汽出口 1。外置下水管3上端與汽水分離段15下部連接并連通，下端與設(shè)備 殼體4下部連接并連通。
[0025] 見圖4,是應(yīng)用于高溫?zé)煔庹羝^熱器，設(shè)備殼體4垂直（或水平）設(shè)置，縱向翅片 換熱管束10A設(shè)置在設(shè)備殼體4內(nèi)部，在中心位置設(shè)置1根縱向翅片外管11A和內(nèi)管7組 成的套管，縱向翅片換熱管束10A及縱向翅片外管11A兩端分別與外集合管8A、內(nèi)集合管 13A連接，外集合管8A設(shè)有管程管口 9,內(nèi)管7外端經(jīng)外集合管8A穿出。內(nèi)集合管13A設(shè) 在設(shè)備殼體4內(nèi)部，用內(nèi)置導(dǎo)向定位連接板5A及內(nèi)置導(dǎo)向定位圓柱鍵5B組成的內(nèi)置導(dǎo)向 定位裝置導(dǎo)向，縱向翅片換熱管束10A間設(shè)置數(shù)排折流桿12。設(shè)備殼體4上部設(shè)有煙氣進(jìn) 口 2A，下部設(shè)有煙氣出口 1B。
[0026] 參見圖1，高溫循環(huán)油漿從管程管口 9進(jìn)入，經(jīng)外管箱8分配進(jìn)入換熱管束10及套 管的夾層，然后向另一端流動(dòng)并與殼程的除氧水換熱，循環(huán)油漿降低溫度后由內(nèi)管箱13集 合，經(jīng)內(nèi)管7排出。除氧水從除氧水進(jìn)口 2進(jìn)入，向上流動(dòng)經(jīng)換熱管束10殼程及外管11與 高溫循環(huán)油漿換熱使部分除氧水汽化，汽水混合物繼續(xù)向上流動(dòng)最后從水汽出口 1A排出。 高溫循環(huán)油漿也可以從內(nèi)管7進(jìn)入從管程管口 9排出。
[0027] 參見圖2,高溫循環(huán)油漿從管程管口 9進(jìn)入，經(jīng)外管箱8分配進(jìn)入換熱管束10及套 管的夾層，然后向另一端流動(dòng)并與殼程的除氧水換熱，循環(huán)油漿降低溫度后由內(nèi)管箱13集 合，經(jīng)內(nèi)管7排出。除氧水從除氧水進(jìn)口 2進(jìn)入，除氧水經(jīng)換熱管束10殼程及外管11與高 溫循環(huán)油漿換熱使部分除氧水汽化，汽泡向上流動(dòng)脫離水面進(jìn)入上部空間進(jìn)行汽水沉降分 離，然后蒸汽進(jìn)入頂部汽水分離段15進(jìn)一步脫水后從蒸汽出口 1排出。高溫循環(huán)油漿也可 以從內(nèi)管7進(jìn)入從管程管口 9排出。
[0028] 參見圖3,高溫循環(huán)油漿從內(nèi)管7進(jìn)入，向上流動(dòng)進(jìn)入內(nèi)管箱13,經(jīng)內(nèi)管箱13分配 進(jìn)入換熱管束10及套管的夾層，然后向下流動(dòng)并與殼程的除氧水換熱，循環(huán)油漿降低溫度 后由外管箱8集合，經(jīng)管程管口 9排出。除氧水從除氧水進(jìn)口 2進(jìn)入，經(jīng)外置下水管3輸送 到設(shè)備殼體4及換熱管束10下部，然后在換熱管束10殼程向上流動(dòng)，與高溫循環(huán)油漿換熱 使部分除氧水汽化，汽泡向上流動(dòng)脫離水面進(jìn)入上部的汽水分離段15進(jìn)行汽水沉降分離， 繼續(xù)向上流動(dòng)經(jīng)絲網(wǎng)6進(jìn)一步脫水后從蒸汽出口1排出。高溫循環(huán)油漿也可以從管程管口 9進(jìn)入從內(nèi)管7排出。
[0029] 參見圖4,飽和蒸汽從內(nèi)管7進(jìn)入內(nèi)集合管13A，經(jīng)分配進(jìn)入縱向翅片換熱管束10A 及套管夾層并向上流動(dòng)，與殼程的高溫?zé)煔饽媪鲹Q熱，蒸汽溫度升高后進(jìn)入外集合管8A，經(jīng) 管程管口 9排出。高溫?zé)煔鈴臒煔膺M(jìn)口 2A進(jìn)入，在縱向翅片換熱管束10A的殼程向下流動(dòng)， 與飽和蒸汽換熱，溫度降低后從煙氣出口 1B排出。
【權(quán)利要求】
1. 一種耐高溫單管程換熱器，包括設(shè)備殼體、換熱管束、外管箱及內(nèi)管箱，其特征是： 在換熱管束中心或偏心位置設(shè)置1組由內(nèi)管和外管組成的套管，換熱管束及外管一端與外 管箱或外集合管連接，另一端與內(nèi)管箱或內(nèi)集合管連接，內(nèi)管的里端在內(nèi)管箱內(nèi)部、外端經(jīng) 外管箱或外集合管穿出，內(nèi)管箱或內(nèi)集合管設(shè)在殼體內(nèi)部并與導(dǎo)向定位裝置銜接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫單管程換熱器，其特征是：換熱管是列管或波紋管或 螺紋管，還可以在換熱管內(nèi)設(shè)置內(nèi)插物，還可以在換熱管外側(cè)或/和內(nèi)側(cè)設(shè)置縱向翅片或 釘頭。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫單管程換熱器，其特征是：換熱管束采用弓形折流板 或雙弓形折流板或螺旋折流板或折流桿支撐導(dǎo)向。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫單管程換熱器，其特征是：采用圓筒式殼體或釜式殼 體，臥式布置或立式布置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫單管程換熱器，其特征是：還可以在內(nèi)管的內(nèi)側(cè)或/ 和外側(cè)設(shè)置隔熱層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫單管程換熱器，其特征是：當(dāng)用于立式蒸汽發(fā)生器方 案時(shí)還可以設(shè)置汽水分離空間、絲網(wǎng)或格柵、集水斗或槽、外置下水管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫單管程換熱器，其特征是：導(dǎo)向定位裝置是外部調(diào)節(jié) 密閉導(dǎo)向定位裝置，包括螺母、螺柱、填料函、導(dǎo)向定位鍵及外密封罩；或是內(nèi)置固定式導(dǎo)向 定位裝置，包括導(dǎo)向定位圓柱鍵、套管及連接板。
【文檔編號(hào)】F28D7/00GK203869554SQ201420301317
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年6月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月9日
【發(fā)明者】劉英聚 申請(qǐng)人:劉英聚