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、過程裝備設備【技術領域】，用于解決高溫換熱器管板容易損壞問題。包括設備殼體、換熱管束、外管箱及內管箱，其特征是：在換熱管束中心或偏心位置設置1組由內管和外管組成的套管，換熱管束及外管一端與外管箱連接，另一端與內管箱連接，內管的里端在內管箱內部、外端經外管箱穿出，內管箱設在殼體內部并與導向定位裝置銜接。該換熱器可適應高溫換熱、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

【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于石油化工、熱能利用、過程裝備設備【技術領域】，特別涉及一種耐高 溫單管程換熱器。

【背景技術】
[0002] 石油化工生產過程有很多余熱，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、回煉油220°C?330°C余熱等。通常通過熱量交換或產生蒸汽方式回 收余熱，常用的熱交換設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，介質進口溫度340?350°C，出口溫度260? 280°C，其外管箱管板介質進口區(qū)域與介質出口區(qū)域存在較大溫差，使管板高低溫交接處產 生較大熱應力，天長日久管板發(fā)生應力疲勞導致裂紋甚至斷裂。


【發(fā)明內容】

[0003] 本實用新型的目的是提供一種耐高溫單管程換熱器，能夠適應高溫換熱，管板溫 度均勻不易損壞，換熱管束可整體抽出便于檢修。
[0004] 本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：包括設備殼體、換熱管束、外管 箱及內管箱，其特征是：在換熱管束中心或偏心位置設置1組由內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，另一端與內管箱或內集合管連接，內管的里 端在內管箱內部、外端經外管箱或外集合管穿出，內管箱或內集合管設在殼體內部并與導 向定位裝置銜接。
[0005] 進一步，換熱管是列管或波紋管或螺紋管，還可以在換熱管內設置內插物，還可以 在換熱管外側或/和內側設置縱向翅片或釘頭。
[0006] 進一步，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 向。
[0007] 進一步，采用圓筒式殼體或釜式殼體，臥式布置或立式布置。
[0008] 進一步，還可以在內管的內側或/和外側設置隔熱層。
[0009] 進一步，當用于立式蒸汽發(fā)生器方案時還可以設置汽水分離空間、絲網或格柵、集 水斗或槽、外置下水管。
[0010] 進一步，導向定位裝置是外部調節(jié)密閉導向定位裝置，包括螺母、螺柱、填料函、導 向定位鍵及外密封罩；或是內置固定式導向定位裝置，包括導向定位圓柱鍵、套管及連接 板。
[0011] 本實用新型創(chuàng)新點和積極效果：
[0012] 本實用新型創(chuàng)新點是：1、在換熱管束中心或偏心位置設置1組由內管和外管組成 的套管，換熱管束及外管一端與外管箱連接，另一端與內管箱連接，內管的里端在內管箱內 部、外端經外管箱穿出，內管箱設在殼體內部并與導向定位裝置銜接；2、立式蒸汽發(fā)生器方 案設置汽水分離空間、絲網或格柵、集水斗或槽、外置下水管。
[0013] 本實用新型積極效果是：1、換熱管束可在殼體內部自由熱膨脹，可適應高溫換熱； 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-除氧水進口，4-設備殼體，5-密閉導向定位裝置，7-內管，8-外 管箱，9-管程管口，10-換熱管束，11-外管，12-折流桿，13-內管箱。
[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-除氧水進口，4A-釜式設備殼體，5-密閉導向定位裝置，6-絲網， 內管，8-外管箱，9-管程管口，10-換熱管束，11-外管，12-折流桿，13-內管箱，14-液位 計，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-除氧水進口，3-外置下水管，4-設備殼體，5A-內置導向定位連 接板，5B-內置導向定位圓柱鍵，6-絲網，7-內管，8-外管箱，9-管程管口，10-換熱管束， 11-外管，12-折流桿，13-內管箱，14-液位計，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-煙氣進口，4-設備殼體，5A-內置導向定位連接板，5B-內置導向 定位圓柱鍵，7-內管，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-內集合管。

【具體實施方式】
[0022] 見圖1，是應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水平設置 在設備殼體4內部，在下部位置設置1根外管11和內管7組成的套管，換熱管束10及外管 11兩端分別與外管箱8、內管箱13連接，外管箱8下端設有管程管口 9,內管7外端經外管 箱8穿出。內管箱13設在設備殼體4內部，用2只密閉導向定位裝置5導向定位，換熱管 束10間設置數(shù)排折流桿12。設備殼體4下部設有2?4個除氧水進口 2,頂部設有2?4 個水汽出口 1A。
[0023] 見圖2,是應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水平設置 在釜式設備殼體4A下部，并在底部位置設置1根外管11和內管7組成的套管，換熱管束10 及外管11兩端分別與外管箱8、內管箱13連接，外管箱8下端設有管程管口 9,內管7外端 經外管箱8穿出。內管箱13設在釜式設備殼體4A內部，用2只密閉導向定位裝置5導向 定位，換熱管束10間設置數(shù)排折流桿12。釜式設備殼體4A上部是蒸汽空間，設有除氧水進 口 2、液位計14,頂部與汽水分離段15連接；汽水分離段15內設有絲網6,頂部設有蒸汽出 □ 1。
[0024] 見圖3,是應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垂直設置 在設備殼體4內部，在中心位置設置1根外管11和內管7組成的套管，換熱管束10及外管 11兩端分別與外管箱8、內管箱13連接，外管箱8下端設有管程管口 9,內管7外端經外管 箱8穿出。內管箱13設在設備殼體4內部，用內置導向定位連接板5A及內置導向定位圓 柱鍵5B組成的內置導向定位裝置導向，換熱管束10間設置數(shù)排折流桿12。設備殼體4上 部與汽水分離段15連接，汽水分離段15中部設有除氧水進口 2、液位計14,上部設有絲網 6,頂部設有蒸汽出口 1。外置下水管3上端與汽水分離段15下部連接并連通，下端與設備 殼體4下部連接并連通。
[0025] 見圖4,是應用于高溫煙氣蒸汽過熱器，設備殼體4垂直（或水平）設置，縱向翅片 換熱管束10A設置在設備殼體4內部，在中心位置設置1根縱向翅片外管11A和內管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、內集合管 13A連接，外集合管8A設有管程管口 9,內管7外端經外集合管8A穿出。內集合管13A設 在設備殼體4內部，用內置導向定位連接板5A及內置導向定位圓柱鍵5B組成的內置導向 定位裝置導向，縱向翅片換熱管束10A間設置數(shù)排折流桿12。設備殼體4上部設有煙氣進 口 2A，下部設有煙氣出口 1B。
[0026] 參見圖1，高溫循環(huán)油漿從管程管口 9進入，經外管箱8分配進入換熱管束10及套 管的夾層，然后向另一端流動并與殼程的除氧水換熱，循環(huán)油漿降低溫度后由內管箱13集 合，經內管7排出。除氧水從除氧水進口 2進入，向上流動經換熱管束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)向上流動最后從水汽出口 1A排出。 高溫循環(huán)油漿也可以從內管7進入從管程管口 9排出。
[0027] 參見圖2,高溫循環(huán)油漿從管程管口 9進入，經外管箱8分配進入換熱管束10及套 管的夾層，然后向另一端流動并與殼程的除氧水換熱，循環(huán)油漿降低溫度后由內管箱13集 合，經內管7排出。除氧水從除氧水進口 2進入，除氧水經換熱管束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，汽泡向上流動脫離水面進入上部空間進行汽水沉降分 離，然后蒸汽進入頂部汽水分離段15進一步脫水后從蒸汽出口 1排出。高溫循環(huán)油漿也可 以從內管7進入從管程管口 9排出。
[0028] 參見圖3,高溫循環(huán)油漿從內管7進入，向上流動進入內管箱13,經內管箱13分配 進入換熱管束10及套管的夾層，然后向下流動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，經管程管口 9排出。除氧水從除氧水進口 2進入，經外置下水管3輸送 到設備殼體4及換熱管束10下部，然后在換熱管束10殼程向上流動，與高溫循環(huán)油漿換熱 使部分除氧水汽化，汽泡向上流動脫離水面進入上部的汽水分離段15進行汽水沉降分離， 繼續(xù)向上流動經絲網6進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進入從內管7排出。
[0029] 參見圖4,飽和蒸汽從內管7進入內集合管13A，經分配進入縱向翅片換熱管束10A 及套管夾層并向上流動，與殼程的高溫煙氣逆流換熱，蒸汽溫度升高后進入外集合管8A，經 管程管口 9排出。高溫煙氣從煙氣進口 2A進入，在縱向翅片換熱管束10A的殼程向下流動， 與飽和蒸汽換熱，溫度降低后從煙氣出口 1B排出。
【權利要求】
1. 一種耐高溫單管程換熱器，包括設備殼體、換熱管束、外管箱及內管箱，其特征是： 在換熱管束中心或偏心位置設置1組由內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，另一端與內管箱或內集合管連接，內管的里端在內管箱內部、外端經 外管箱或外集合管穿出，內管箱或內集合管設在殼體內部并與導向定位裝置銜接。
2. 根據(jù)權利要求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，還可以在換熱管內設置內插物，還可以在換熱管外側或/和內側設置縱向翅片或 釘頭。
3. 根據(jù)權利要求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向。
4. 根據(jù)權利要求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：還可以在內管的內側或/ 和外側設置隔熱層。
6. 根據(jù)權利要求1所述的耐高溫單管程換熱器，其特征是：當用于立式蒸汽發(fā)生器方 案時還可以設置汽水分離空間、絲網或格柵、集水斗或槽、外置下水管。
7. 根據(jù)權利要求1所述的耐高溫單管程換熱器，其特征是：導向定位裝置是外部調節(jié) 密閉導向定位裝置，包括螺母、螺柱、填料函、導向定位鍵及外密封罩；或是內置固定式導向 定位裝置，包括導向定位圓柱鍵、套管及連接板。
【文檔編號】F28D7/00GK203869554SQ201420301317
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權日:2014年6月9日
【發(fā)明者】劉英聚 申請人:劉英聚