專利名稱：裂解氣急冷換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種裂解氣急冷換熱器(以下簡稱換熱器)，屬于熱交換裝置。
目前，國內(nèi)(金山、楊子、齊魯、燕山和大慶等)現(xiàn)有30萬噸／年乙烯裝置是選用德國(schmidt)裂解氣急冷換熱器，其下封頭的結(jié)構(gòu)是在外殼內(nèi)設(shè)置一中空圓錐體，作為裂解氣進(jìn)入熱交換管速的通道，在外殼與中空圓錐體之間的空間內(nèi)，置有絕熱材料(該裝置見附圖2，它著出于“中國石化出版社”，書名“乙烯生產(chǎn)與管理”書中P96，圖3－27d所示)；但該換熱器內(nèi)的熱交換管束中，普遍存在著嚴(yán)重的結(jié)焦不均勻問題，嚴(yán)重影響著乙烯生產(chǎn)流程。結(jié)焦的主要問題，在于換熱器的下封頭出口處，存在著壓力場和速度場的不均勻。因?yàn)?，裂解氣在下封頭進(jìn)口的流速高達(dá)124m／s，為保證裂解氣在下封頭不產(chǎn)生附面層脫流，從下封頭出口到中間管束平面形成流動(dòng)面積突然擴(kuò)大；這樣的高速對流束帶來氣流劇烈的擾動(dòng)，形成中間氣流流速遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于邊緣氣流流速。由于，進(jìn)入管束每根管子的裂解氣急冷速度不一，故使流速低的邊緣管子內(nèi)迅速形成結(jié)焦，從而加速了在管束平面內(nèi)的結(jié)焦。
為了解決上述存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于改進(jìn)原換熱器的下封頭不合理的結(jié)構(gòu)，使其管束平面中氣流速度分布均勻，達(dá)到熱交換管速中結(jié)焦的均勻性，保持乙烯生產(chǎn)流程的暢通。
本實(shí)用新型是一種裂解氣急冷換熱器，由上封頭、熱交換管束和在外殼內(nèi)設(shè)有中空圓錐體，并在外殼與中空圓錐體之間空間內(nèi)置有絕熱材料的下封頭所組成。下封頭由多個(gè)、大小不同和長短不一的導(dǎo)流筒，并從小到大、由短到長，依次套合置于外殼中，用支撐筋將其連為一體。導(dǎo)流筒和外殼的上段端面，處于同一平面上，其下段端面不處于同一平面上，并呈階梯狀排列。導(dǎo)流筒為略呈弧面體的中空圓錐臺(tái)狀。
本實(shí)用新型是按氣體動(dòng)力學(xué)理論，根據(jù)下封頭氣流流場分布均勻的原則，在軸向不同的高度上安置徑向?qū)Я魍?，使氣體流過下封頭時(shí)，既不產(chǎn)生附面層脫流，又使管束環(huán)面中流速均勻，又根據(jù)氣體動(dòng)力學(xué)相似準(zhǔn)則，在原換熱器上封頭及中間熱交換管束不變情況下，將本實(shí)用新型的下封頭和原換熱器的下封頭進(jìn)行模擬對比試驗(yàn)，試驗(yàn)?zāi)Ｐ褪歉鶕?jù)原換熱器的實(shí)體，按12的幾何比例做成立體試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?br> 根據(jù)模擬對比試驗(yàn)的測試數(shù)據(jù)結(jié)果得出在急冷換熱器管束平面中氣流速度分布不均勻度δ，
其中ωmax是管束平面中環(huán)面最大速度。
ωmin是管束平面中環(huán)面最小速度。
o是管束平面中環(huán)面平均速度。
在原下封頭情況下的不均勻度δ＝22.1％。
本實(shí)用新型的下封頭情況下的不均勻度δ＝7.2％。
因此大大地改善了管束平面中氣流速度分布不均勻的狀況，從而使裂解氣流過管束時(shí)不易產(chǎn)生結(jié)焦。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)比較，其優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型的下封頭不均勻度δ＝7.2％小于原下封頭不均勻度δ＝22.1％，因此大大地改善了管束平面中氣流速度不均勻的情況，使裂解氣流過管束時(shí)，不易產(chǎn)生結(jié)焦。
本實(shí)用新型還可以從以下附圖和實(shí)施例中得到進(jìn)一步的說明。


圖1是本實(shí)用新型從向剖視示意圖。
圖2是原有裂解氣急冷換熱器的從向剖視示意圖。
圖面編號(hào)1－上封頭，2－熱交換管束，3－下封頭，4、8－支撐筋，5、6－導(dǎo)流筒，7－外殼，9、10－法蘭。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳述。
本實(shí)用新型是一種裂解氣急冷換熱器，由上封頭1、熱交換管束2，和下封頭3所組成。下封頭3包括導(dǎo)流筒5、6，外殼7，支撐筋4、8和法蘭9、10。導(dǎo)流筒系略成弧面的中空圓錐臺(tái)狀；導(dǎo)流筒6套置于導(dǎo)流筒5之中，而導(dǎo)流筒5又置于外殼7中，在導(dǎo)流筒5、6和外殼7的上段與下段處，分別用支撐筋4和8將其固裝成一體；導(dǎo)流筒5、6和外殼7的上端面同處于一平面上，其下段端面不同處于一平面上，并成階梯狀排列；外殼7的上段和下段外周面上分別與法蘭10、9固裝成一體；下封頭3用螺栓固裝在熱交換管束2的裂解氣的進(jìn)口端蓋上，其另一端上在裂解氣的出口端蓋上固裝有上封頭1。
權(quán)利要求1.一種裂解氣急冷換熱器，由上封頭、熱交換管束和在外殼內(nèi)設(shè)置一中空圓錐體，并在外殼與中空圓錐體之間的空間中，置有絕熱材料的下封頭所組成，其特征在于a.下封頭，系多個(gè)、大小不同、長短不一的導(dǎo)流筒，并從小到大、由短到長，依次套合置于外殼(7)中，用支撐筋(4)、(8)將其連為一體；b.導(dǎo)流筒和外殼(7)的上段端面，處于同一平面上；其下段端面不處于同一平面上，并呈階梯狀排列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裂解氣急冷換熱器，其特征在于導(dǎo)流筒為略呈弧面體的中空圓錐臺(tái)狀。
專利摘要本實(shí)用新型是一種裂解氣急冷換熱器，屬于熱交換裝置。由上封頭、熱交換管束和下封頭所組成。主要特點(diǎn)，是下封頭系多個(gè)大小不同、長短不一的導(dǎo)流筒，套置于外殼中，由支撐筋將其連成一體，在外殼的兩端上分別裝有法蘭。本實(shí)用新型解決了熱交換管束不結(jié)焦的問題，保證了乙烯生產(chǎn)的流程；它除用于裂解氣急冷換熱器現(xiàn)行結(jié)構(gòu)的改造；還可用于各類其它熱交換器的新型及改進(jìn)設(shè)計(jì)，達(dá)到節(jié)能高效的目的。
文檔編號(hào)F28D7/10GK2164537SQ9322557
公開日1994年5月11日 申請日期1993年4月19日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月19日
發(fā)明者丁峻飆, 劉寶生, 鄭生明, 包正元, 顧德耀 申請人:上海船用柴油機(jī)研究所