專利名稱：螺旋管換熱器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種換熱器，尤其涉及ー種適用于氣-液-固三相反應器的螺旋管換熱器。
背景技術：
F-T合成(Fischer-Tropsch Sythesis合成是指以合成氣為原料,在催化劑和適當反應條件下合成以石臘烴為主的液體燃料的エ藝過程，主要反應是將煤和天然氣轉化為液體燃料)、甲醇合成、氨合成以及甲烷化等合成反應，都是伴有放熱的反應過程。例如I. F-T 反應CCHH2 —烴類 +1674kJ/m32.甲醇合成反應C0+2H2 — CH30H+90. 8kJ/molC02+3H2 — CH30H+H20+49. 5kJ/mol3.氨合成反應N2+3H2 — 2NH3+92. 4kJ/mol4.甲烷化反應 C0+3H2 — CH4+H20+206kJ/molC02+4H2 — CH4+2H20+165kJ/mol由上列四種反應可以看出，F(xiàn)-T合成反應和甲烷化反應放熱較為巨烈，尤其是F-T合成反應，放熱最為強烈，如果不能有效移走反應熱，可使反應氣體溫度升至1500°C左右，不但催化劑會被燒壞，反應設備也不可能承受如此高溫度；所以在這些放熱反應的反應器內(nèi)，均有不同結構型式的換熱器，及時有效地移走反應熱，確保催化劑和反應器的安全，使反應能正常進行。因使用環(huán)境不同換熱器的結構設計有以下幾點特殊要求第一要能滿足エ藝所需的換熱面積，換熱面積太小，不能保證移走反應熱，影響反應正常進行，換熱面積太大，占去了反應器的有效空間，影響反應器的生產(chǎn)能力；第二需合理布置換熱管，換熱管的布置應該使反應區(qū)內(nèi)每個區(qū)域的反應熱都能及時有效移走，否則就會產(chǎn)生局部超溫，催化劑失活，反應不能正常進行；第三控制換熱管內(nèi)汽水混合物的流速，流速太高，阻力増加；流速太低，在換熱面積一定的情況下，影響換熱效果，反應也不可能正常進行；第四換熱器應該是結構簡單、安裝維修方便。但現(xiàn)有的換熱器存在諸多不足之處，主要表現(xiàn)在以下幾方面第一換熱管的布置不合理，反應床層內(nèi)有的區(qū)域換熱管布置較密集，有的較稀疏，甚至有的區(qū)域根本就沒有反應管，這就使得反應熱不能均勻地移走，產(chǎn)生局部超溫，影響催化劑活性，影響反應器生產(chǎn)能力。第二換熱器的結構設計不合理，使冷卻水不能均勻地分配到每根換熱管中，在眾多換 熱管中水量不等，所走的反應熱就不同，反應床層的溫度就不均衡，就容易產(chǎn)生“熱區(qū)”(即通常所說的“熱點”)，影響反應的正常進行。第三換熱器的結構太復雜。如圖I所示，由多個進水總管01、多個出水總管01’、多個ニ級分管02、多個三級分管03構成，冷卻水經(jīng)進水總管Ol流入ニ級分管02，經(jīng)ニ級分管02流入三級分管03，再經(jīng)ニ級分管02流入出水總管01’完成換熱，結構異常復雜，不但制造難度大，而且焊縫數(shù)量多，一旦出現(xiàn)故障，檢修難度很大，有的地方甚至無法進行維修。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供ー種螺旋管換熱器，用以解決現(xiàn)有技術中的缺陷，實現(xiàn)換熱均勻，簡化結構，便于維修，減少投資。
本實用新型實施例提供ー種螺旋管換熱器，由進水管、出水管和連通所述進水管和出水管的換熱管構成，所述換熱管由多根依次套設的螺旋管構成，其中所述螺旋管底端均與進水管連通，所述螺旋管頂端均與所述出水管連通。特別是，所述螺旋管彼此同心設置。其中，還包括與所述螺旋管數(shù)量相當?shù)闹渭埽雎菪芘c所述支撐架分別固定連接。進ー步地，所述螺旋管與進水管之間、所述螺旋管與出水管之間均通過支管連通。進ー步地，每根所述螺旋管的環(huán)繞直徑相等。其中，所述進水管一端封閉，另一端設有進水口。其中，所述出水管一端封閉，另一端設有出水ロ。本實用新型提供的螺旋管換熱器，使用時直接安裝在反應器底部，冷卻水從進水管進入分別流入各層螺旋管中，吸收螺旋管外部的反應熱量，螺旋管內(nèi)的冷卻水被加熱形成汽水化合物，由下而上，匯集到出水管引出反應器，送至汽包進行汽水分離，具有結構簡單，制造、安裝方便的優(yōu)點，井能保證反應器內(nèi)每個角落都有效換熱，不會產(chǎn)生局部高溫。

圖I為現(xiàn)有技術結構示意圖；圖2為本實用新型實施例的主視圖；圖3為圖2中沿A-A向剖視結構示意圖。附圖標記I-反應器；2-進水管； m-進水ロ ；3-出水管；N2-出水ロ ； 4-螺旋管；5-支管；6-支撐架； 01-進水總管；01’-出水總管； 02-ニ級分管；03-三級分管。
具體實施方式
如圖2、3所示，本實用新型實施例提供ー種螺旋管換熱器，該換熱器由進水管2、出水管3和連通進水管2和出水管3的換熱管構成,換熱管由多根依次套設的螺旋管4構成，其中螺旋管4底端均與進水管2連通，螺旋管4頂端均與出水管3連通。其中每根螺旋管4每圈的環(huán)繞直徑可相等(即螺旋管4呈圓柱狀)，有利于換熱均勻。螺旋管4與進水管2之間、螺旋管4與出水管3之間均通過支管連通。進水管2一端封閉，另一端設有進水ロ NI。出水管3 —端封閉，另一端設有出水ロ N2。[0034]螺旋管換熱器還包括與螺旋管4數(shù)量相當?shù)闹渭?，螺旋管4與支撐架6分別固定連接。螺旋管4具體可通過緊固件與支撐架6連接，也可與支撐架6焊接，支撐架6起支撐和固定螺旋管4的作用，以增加螺旋管4結構的穩(wěn)定性?？筛鶕?jù)螺旋管4的每圈直徑的大小，設置不同數(shù)量支撐架6，一般每圈可設置3 12個支撐架6。進水管2設置在反應器I下部，每圈螺旋管4下部均設開孔，支管5 —端與開孔對應焊接，支管5另一端與設在進水管2上的開ロ焊接，冷卻水通過進水管2分配到每圈換熱管中，通過控制進入每圈換熱管的開孔大小不同，使每圈換熱管在単位時間內(nèi)，通過的冷卻水流量相等。這樣就能使反應區(qū)內(nèi)每個部位的反應熱都能有效移走，不會產(chǎn)生局部超溫。為了節(jié)約空間同時保證換熱均勻，螺旋管4彼此同心設置；即螺旋管4在反應器I內(nèi)按同心圓排列，每圈均呈螺旋狀，螺旋管盤管的螺距，根據(jù)螺旋管4直徑不同而不同，具 體尺寸可以為50_ 120_。螺旋管4可以由不同規(guī)格的無縫鋼管組成，具體尺寸可以為019mm 057mm。相鄰每圈螺旋管4在水平面上的間距可以是相同的尺寸，例如200mm。出水管3設置在反應器I的上部，冷卻水在換熱管內(nèi)向上流動的過程中，被反應器I中的反應熱加熱，產(chǎn)生的汽水混合物匯集到出水管3，引出反應器1，送至汽包進行汽水分離。不需要懸掛在承壓殼壁上，采用支撐架6，直接放置在反應器I的底部安裝很方便。換熱管由上向下膨脹，解決管系的熱應カ問題。換熱器由于是螺旋結構，類似于彈簧，所以不存在因熱脹造成管系很大的熱應力。冷卻水從下部進水ロ NI進入進水管2，再分配到每圈螺旋管4中，吸收管外反應熱，管內(nèi)水被加熱，形成汽水混合物，由下而上，匯集到出水管3從出水口 N2引出反應器1，送至汽包進行汽水分離。這種結構的換熱器，最關鍵的是要讓每ー根螺旋管4在単位時間內(nèi)所通過的水流量相同，也就是帶走的熱量相等。結構簡單，制造、安裝方便，尤其是能保證反應器I內(nèi)每個角落都有效換熱，不會產(chǎn)生局部高溫。最后應說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和范圍。
權利要求1.ー種螺旋管換熱器，由進水管、出水管和連通所述進水管和出水管的換熱管構成，其特征在于，所述換熱管由多根依次套設的螺旋管構成，其中所述螺旋管底端均與進水管連通，所述螺旋管頂端均與所述出水管連通。
2.根據(jù)權利要求I所述的螺旋管換熱器，其特征在于，所述螺旋管彼此同心設置。
3.根據(jù)權利要求I所述的螺旋管換熱器，其特征在于，還包括與所述螺旋管數(shù)量相當?shù)闹渭?，所述螺旋管與所述支撐架分別固定連接。
4.根據(jù)權利要求I所述的螺旋管換熱器，其特征在于，所述螺旋管與進水管之間、所述螺旋管與出水管之間均通過支管連通。
5.根據(jù)權利要求I所述的螺旋管換熱器，其特征在于，每根所述螺旋管的環(huán)繞直徑相等。
6.根據(jù)權利要求1-5任一所述的螺旋管換熱器，其特征在于，所述進水管一端封閉，另一端設有進水口。
7.根據(jù)權利要求6所述的螺旋管換熱器，其特征在于，所述出水管一端封閉，另一端設有出水ロ。
專利摘要本實用新型公開了一種螺旋管換熱器，該換熱器由進水管、出水管和連通所述進水管和出水管的換熱管構成，所述換熱管由多根依次套設的螺旋管構成，其中所述螺旋管底端均與進水管連通，所述螺旋管頂端均與所述出水管連通。使用時直接安裝在反應器底部，冷卻水從進水管進入分別流入各層螺旋管中，吸收螺旋管外部的反應熱量，螺旋管內(nèi)的冷卻水被加熱形成汽水化合物，由下而上，匯集到出水管引出反應器，送至汽包進行汽水分離，具有結構簡單，制造、安裝方便的優(yōu)點，并能保證反應器內(nèi)每個角落都有效換熱，不會產(chǎn)生局部高溫。
文檔編號F28D1/047GK202403563SQ20112055427
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權日2011年12月27日
發(fā)明者劉小可 申請人:劉小可