專利名稱：翅片管及翅片管外取熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及熱交換技術(shù)領(lǐng)域的一種翅片管，以及一種翅片管外取熱器。
背景技術(shù)：
在一類催化轉(zhuǎn)化工業(yè)裝置中，催化劑在反應(yīng)器和再生器之間循環(huán)；失活的 催化劑在再生器中燒焦再生，再生后的催化劑循環(huán)回反應(yīng)器。典型的如重油流 化催化裂化裝置。催化劑在再生器中的燒焦反應(yīng)要放出大量的熱，當(dāng)該熱量超 過(guò)了催化反應(yīng)所需要的熱量時(shí)，就需要設(shè)置外取熱器來(lái)吸收這部分過(guò)量的熱量， 保證工藝操作的平穩(wěn)進(jìn)行。同時(shí)，外取熱器也利用這部分過(guò)剩熱量發(fā)生蒸汽， 成為催化轉(zhuǎn)化裝置中的一項(xiàng)重要節(jié)能措施。外取熱器由于取熱量大、操作靈便， 在工業(yè)上的應(yīng)用十分廣泛。
現(xiàn)有的外取熱器有多種型式，翅片管外取熱器是其中的一種類型。國(guó)內(nèi)一 些煉油廠使用的一種翅片管外取熱器，包括一個(gè)垂直設(shè)置的圓筒形殼體，殼體 內(nèi)垂直設(shè)置有多根套管式翅片傳熱管。每一根套管式翅片傳熱管為封閉式結(jié)構(gòu)， 主要由給水管和繞給水管的外表面設(shè)置的蒸汽套管組成。每根套管式翅片傳熱 管是一個(gè)獨(dú)立的傳熱元件，構(gòu)成一個(gè)具有獨(dú)立的水一汽回路的傳熱單元。蒸汽 套管分為翅片管段和光管段，翅片管段基管的外表面密布著縱向設(shè)置的長(zhǎng)翅片。 各翅片與基管外表面相垂直，長(zhǎng)度均為1000毫米，或更長(zhǎng)，采用錯(cuò)開、分段的 布置型式。各翅片長(zhǎng)度的中點(diǎn)處均設(shè)有膨脹縫，膨脹縫的底部為U形槽。這種套 管式翅片傳熱管以及采用這種套管式翅片傳熱管的翅片管外取熱器的優(yōu)點(diǎn)是， 一個(gè)單元的套管式翅片傳熱管出了問題，不影響整臺(tái)外取熱器的使用；長(zhǎng)翅片 的型式還能夠保證外取熱器在工作時(shí)具有足夠的取熱面積。存在的主要問題是: 翅片的兩端和膨脹縫U形槽的底部形成應(yīng)力集中區(qū)，易于產(chǎn)生裂紋；這些裂紋的
不斷擴(kuò)展將嚴(yán)重威脅到外取熱器的使用安全。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種翅片管及翅片管外取熱器，以解決現(xiàn)有套管 式翅片傳熱管采用縱向長(zhǎng)翅片的翅片管外取熱器用于催化轉(zhuǎn)化裝置時(shí)所存在的 翅片的兩端和膨脹縫U形槽的底部易產(chǎn)生裂紋的問題。
為解決上述問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是
一種翅片管，由基管和設(shè)于基管外表面上、與基管的外表面相垂直并縱向 設(shè)置的翅片組成，其特征在于翅片為通長(zhǎng)翅片，兩端為低翅片，高度為18 24毫米，中間部分為高翅片，高度為28 30毫米，相鄰兩個(gè)翅片的兩端在基管的軸向上錯(cuò)開布置。
一種翅片管外取熱器，包括一個(gè)垂直設(shè)置的圓筒形殼體，殼體內(nèi)垂直設(shè)置 有至少一根套管式翅片傳熱管，每一根套管式翅片傳熱管為封閉式結(jié)構(gòu)，由給 水管和繞給水管的外表面設(shè)置的蒸汽套管組成，構(gòu)成一個(gè)具有獨(dú)立的水一汽回 路的傳熱單元，蒸汽套管分為翅片管段和光管段，其特征在于蒸汽套管的翅 片管段為上述結(jié)構(gòu)的翅片管。
本實(shí)用新型翅片管，主要是針對(duì)現(xiàn)有翅片管外取熱器套管式翅片傳熱管的 蒸汽套管的翅片管段采用縱向長(zhǎng)翅片翅片管存在的缺陷而對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)；而 本實(shí)用新型翅片管外取熱器的主要特點(diǎn)是其套管式翅片傳熱管的蒸汽套管的翅 片管段采用了本實(shí)用新型的翅片管。所以，上述兩種技術(shù)方案具有相同的特定 技術(shù)特征。
采用本實(shí)用新型的翅片管以及翅片管外取熱器，具有如下的有益效果(1) 翅片的兩端為高度較低的低翅片，其頂部與底部的溫差及溫差應(yīng)力均較小。相 鄰兩個(gè)翅片的兩端在基管的軸向上錯(cuò)開布置，可以降低翅片端部與基管之間的 環(huán)向應(yīng)力集中，減少危險(xiǎn)點(diǎn)。因此，翅片的兩端不易產(chǎn)生裂紋。此外，翅片不 設(shè)膨脹縫及U形槽，因而不存在膨脹縫U形槽的底部產(chǎn)生裂紋的現(xiàn)象。采用本實(shí) 用新型，可以延長(zhǎng)翅片管的工作壽命，提高外取熱器的使用安全性；(2)翅片為 通長(zhǎng)翅片，即每片翅片的總長(zhǎng)度均與翅片管的長(zhǎng)度基本相同，不再分段，能起 到類似于加強(qiáng)筋的作用。催化劑沿翅片的長(zhǎng)度方向流動(dòng)，對(duì)翅片的磨損較輕。 因此，使本實(shí)用新型翅片管以及套管式翅片傳熱管的剛度較大，在高溫下不易 變形，并具有較好的耐磨損性和可靠性，以及足夠的換熱面積。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。附圖和具體實(shí)施方式
并不限制本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。

圖l是本實(shí)用新型翅片管的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本實(shí)用新型翅片管翅片的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是采用本實(shí)用新型翅片管的套管式翅片傳熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是本實(shí)用新型翅片管外取熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

參見圖1和圖2，本實(shí)用新型的翅片管，由基管10和設(shè)于基管10外表面上、 與基管10的外表面相垂直并縱向設(shè)置的翅片11組成。翅片11焊接于基管10的外 表面上。翅片ll縱向設(shè)置，是指其長(zhǎng)度方向沿基管10軸心線的方向設(shè)置。翅片 ll為通長(zhǎng)翅片，即每片翅片的總長(zhǎng)度均與翅片管的長(zhǎng)度基本相同，不分段。翅片11的兩端為低翅片112,高度h—般為18 24毫米；中間部分為高翅片lll，高 度H—般為28 30毫米。低翅片112的長(zhǎng)度L一般為300 400毫米。參見圖l，相 鄰兩個(gè)翅片11的兩端在基管10的軸向上錯(cuò)開布置，錯(cuò)開的長(zhǎng)度p為50 100毫米。 翅片11的厚度一般為6 8毫米。相鄰兩個(gè)翅片11之間的距離一般為15 20 亳米。該距離為相鄰兩個(gè)翅片相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面在基管10外表面上的翅片根部之 間的圓弧長(zhǎng)度。
本實(shí)用新型翅片管上翅片ll的個(gè)數(shù)以及翅片ll的總長(zhǎng)度，按傳熱需要進(jìn)行 計(jì)算而確定。翅片管采用常用的材料和方法進(jìn)行制造。
參見圖3所示采用上述本實(shí)用新型翅片管的套管式翅片傳熱管。套管式翅片 傳熱管5由給水管1和繞給水管1的外表面設(shè)置的蒸汽套管4組成，給水管l的外表 面與蒸汽套管4的內(nèi)表面之間形成供水一汽流動(dòng)的環(huán)形空間。給水管l為光管； 蒸汽套管4分為翅片管段和光管段兩個(gè)管段，其中的翅片管段為上述本實(shí)用新型 的翅片管。如圖3所示，套管式翅片傳熱管的給水管1的頂部設(shè)有入水口101，給 水管1的底部設(shè)有出水口102,出水口102位于蒸汽套管4之內(nèi)的下部。蒸汽套管4 的上部設(shè)有飽和蒸汽出口12，蒸汽套管4的頂部與給水管1的外壁之間為封閉式 結(jié)構(gòu)。蒸汽套管4的底部設(shè)有限位管13。使用過(guò)程中，水由給水管l頂部的入水 口101通入給水管1并在給水管1內(nèi)向下流動(dòng)，再由給水管1底部的出水口102流 出，進(jìn)入給水管1的外表面與蒸汽套管4的內(nèi)表面之間的環(huán)形空間向上流動(dòng)，并 吸取放熱介質(zhì)(例如高溫催化劑)放出的熱量；生成的飽和蒸汽由蒸汽套管4上部 的飽和蒸汽出口12流出。由以上說(shuō)明可知，圖3所示的套管式翅片傳熱管5為封 閉式結(jié)構(gòu)，其自身構(gòu)成一個(gè)具有獨(dú)立的水一汽回路的傳熱單元。圖3所示的套管 式翅片傳熱管5主要是其蒸汽套管4的翅片管段采用了本實(shí)用新型的翅片管，其 余的結(jié)構(gòu)和使用過(guò)程與現(xiàn)有的翅片管段采用縱向長(zhǎng)翅片翅片管的套管式翅片傳 熱管基本相同。
圖4所示，是本實(shí)用新型的翅片管外取熱器(簡(jiǎn)稱為外取熱器)。它包括一個(gè) 垂直設(shè)置的圓筒形殼體202，殼體202的頂部設(shè)有封頭201。殼體202內(nèi)垂直設(shè)置 有多根套管式翅片傳熱管5，套管式翅片傳熱管5的下方設(shè)有導(dǎo)向支架6。套管式 翅片傳熱管5采用如圖3所示的型式，參見圖3以及相關(guān)的文字說(shuō)明。套管式翅片 傳熱管5至少設(shè)置一根。每根套管式翅片傳熱管5的一端固定在封頭201上，另一 端將限位管13插入導(dǎo)向支架6的限位孔內(nèi)，由導(dǎo)向支架6限位，可自由伸縮。殼 體202上設(shè)有催化劑進(jìn)口管8、催化劑出口管9和脫氣口3，殼體202內(nèi)的下部、導(dǎo) 向支架6的下方設(shè)有流化風(fēng)分布器7。殼體202和封頭201的內(nèi)壁有耐高溫的隔熱 耐磨襯里。如圖4所示，每根套管式翅片傳熱管5的蒸汽套管，在催化劑進(jìn)口管8的下方為翅片管段，在催化劑進(jìn)口管8的上方為光管段。
圖4所示的外取熱器用作重油流化催化裂化裝置(簡(jiǎn)稱催化裂化裝置)外取
熱器的操作過(guò)程如下從催化裂化裝置再生器來(lái)的高溫催化劑從催化劑進(jìn)口管8
進(jìn)入外取熱器，在外取熱器內(nèi)形成一段密相催化劑床層。流化風(fēng)(空氣)通過(guò)流
化風(fēng)分布器7進(jìn)入催化劑床層，使催化劑處于流化狀態(tài)，以增強(qiáng)高溫催化劑對(duì)套 管式翅片傳熱管5的放熱作用。放熱冷卻后的催化劑通過(guò)催化劑出口管9排入催 化裂化裝置再生器，從而完成催化劑在外取熱器中的冷卻循環(huán)過(guò)程。流化催化 劑中所夾帶的煙氣經(jīng)脫氣口3排回再生器中。由每根套管式翅片傳熱管5給水管1 頂部的入水口通入水，水在套管式翅片傳熱管5內(nèi)流動(dòng)，并吸取高溫催化劑放出 的熱量而生成飽和蒸汽；飽和蒸汽由蒸汽套管上部的飽和蒸汽出口12流出。在 上述的操作過(guò)程中，每根套管式翅片傳熱管5各自構(gòu)成一個(gè)具有獨(dú)立的7jC—汽回 路的傳熱單元。高溫催化劑從催化裂化裝置再生器帶出的過(guò)剩熱量，就這樣通 過(guò)套管式翅片傳熱管5產(chǎn)生的飽和蒸汽被不斷地取走。上述套管式翅片傳熱管5 的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程，參見對(duì)圖3的說(shuō)明。圖4所示的外取熱器，主要是采用 了如圖3所示的套管式翅片傳熱管5，而該套管式翅片傳熱管5的蒸汽套管4的翅 片管段采用的是本實(shí)用新型的翅片管。圖4所示外取熱器其余的結(jié)構(gòu)和用于催化 裂化裝置的取熱操作過(guò)程，與現(xiàn)有的設(shè)置套管式翅片傳熱管(其蒸汽套管的翅片 管段采用縱向長(zhǎng)翅片翅片管)的翅片管外取熱器基本相同。
以上結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。本實(shí)用新 型圖1至圖4中，相同附圖標(biāo)記表示相同的技術(shù)特征。圖3和圖4中，未注明附圖 標(biāo)記的箭頭表示水、飽和蒸汽、流化風(fēng)、煙氣或催化劑的流動(dòng)方向。
本實(shí)用新型的外取熱器，主要用于石油加工行業(yè)的重油流化催化裂化裝置， 以及與其工藝過(guò)程類似的其它催化轉(zhuǎn)化裝置，例如MTO(甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴)裝置、
HCC(重油直接裂解制烯烴)裝置；還可應(yīng)用于具有相似要求的其它熱傳遞場(chǎng)所。 本實(shí)用新型的翅片管可以作為獨(dú)立的傳熱元件使用，例如用于與本實(shí)用新型外 取熱器工況類似的換熱器中。而采用本實(shí)用新型翅片管的套管式翅片傳熱管， 則可用于上述催化轉(zhuǎn)化裝置的外取熱器或內(nèi)取熱器中，或是用于類似工況的列 管式鍋爐上。
權(quán)利要求1、一種翅片管，由基管(10)和設(shè)于基管(10)外表面上、與基管(10)的外表面相垂直并縱向設(shè)置的翅片(11)組成，其特征在于翅片(11)為通長(zhǎng)翅片，兩端為低翅片(112)，高度h為18～24毫米，中間部分為高翅片(111)，高度H為28～30毫米，相鄰兩個(gè)翅片(11)的兩端在基管(10)的軸向上錯(cuò)開布置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的翅片管，其特征在于低翅片(112)的長(zhǎng)度L為300 400毫米。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的翅片管，其特征在于相鄰兩個(gè)翅片(ll)的兩端錯(cuò)開的長(zhǎng)度P為50 100亳米。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的翅片管，其特征在于翅片(ll)的厚度為6 8毫米，相鄰兩個(gè)翅片(11)之間的距離為15 20毫米。
5、 一種翅片管外取熱器，包括一個(gè)垂直設(shè)置的圓筒形殼體(202)，殼體(202) 內(nèi)垂直設(shè)置有至少一根套管式翅片傳熱管(5)，每一根套管式翅片傳熱管(5)為 封閉式結(jié)構(gòu)，由給水管(1)和繞給水管(1)的外表面設(shè)置的蒸汽套管(4)組成，構(gòu) 成一個(gè)具有獨(dú)立的水一汽回路的傳熱單元，蒸汽套管(4)分為翅片管段和光管 段，其特征在于蒸汽套管(4)的翅片管段為權(quán)利要求1所述的翅片管。
專利摘要本實(shí)用新型公開了熱交換技術(shù)領(lǐng)域的一種翅片管以及翅片管外取熱器，以解決現(xiàn)有套管式翅片傳熱管采用縱向長(zhǎng)翅片的翅片管外取熱器用于催化轉(zhuǎn)化裝置時(shí)所存在的翅片的兩端和膨脹縫U形槽的底部易產(chǎn)生裂紋的問題。翅片管由基管(10)和設(shè)于基管外表面上、與基管的外表面相垂直并縱向設(shè)置的翅片(11)組成。翅片為通長(zhǎng)翅片；兩端為低翅片(112)，高度為18～24毫米，中間部分為高翅片(111)，高度為28～30毫米。相鄰兩個(gè)翅片的兩端在基管的軸向上錯(cuò)開布置。翅片管外取熱器內(nèi)設(shè)置的套管式翅片傳熱管，其蒸汽套管的翅片管段采用上述結(jié)構(gòu)的翅片管。本實(shí)用新型可用于石油加工行業(yè)的重油流化催化裂化裝置等場(chǎng)合。
文檔編號(hào)F28F1/20GK201229140SQ20082007011
公開日2009年4月29日 申請(qǐng)日期2008年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月21日
發(fā)明者唐逢一, 麗 李, 李群生, 郝希仁, 顧月章 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工集團(tuán)公司;中國(guó)石化集團(tuán)洛陽(yáng)石油化工工程公司