一種管板式外取熱器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提出了一種管板式外取熱器，其特征在于由進水或其他取熱介質(zhì)、汽水或其他被加熱單元、取熱單元、管板、進水管及換熱管或汽水混合物套管等組成，設(shè)置一個進水口、一個汽水出口、一個催化劑進入口、一個或多個催化劑出口、流化氣體進入口和分布器等；換熱管下方可以設(shè)置催化劑攜帶氣體的置換單元；以解決現(xiàn)有外取熱器換熱管束不便于維修和更換、管線和閥門使用量大及熱量流失等問題。
【專利說明】一種管板式外取熱器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及熱交換【技術(shù)領(lǐng)域】的一種管板式外取熱器，特別是適用于石油化工及流化床鍋爐過程中取出氣固流化床過剩熱量的管板式外取熱器。

【背景技術(shù)】
[0002]在催化裂化工業(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。催化劑在再生器中的燒焦反應(yīng)要放出大量的熱量，當(dāng)該熱量超過了催化反應(yīng)所需要的熱量時，就需要設(shè)置外取熱器來吸收這部分過量的熱量，保證工藝操作的平穩(wěn)進行。同時，外取熱器也利用這部分過剩熱量發(fā)生蒸汽，成為催化裂化裝置中的一項重要節(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。
[0003]現(xiàn)有的外取熱器有多種型式，國內(nèi)廣泛使用的一種換熱管外取熱器，包括一個垂直設(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換熱管。每一根換熱管為封閉式結(jié)構(gòu)，主要有進水管和汽水混合物套管組成。每根換熱管是一個獨立的傳熱元件，構(gòu)成一個具有獨立的水-汽回路的換熱單元。汽水混合物套管分為翅片管段和光管段，翅片管段的基管外表面布置縱向設(shè)置的翅片。
[0004]綜上所述，每根換熱管是一個獨立的傳熱元件，即也是不可拆分的。在外取熱器的實際運行中，換熱管是熱交換過程中最重要的部件，也是最容易出現(xiàn)問題、維修次數(shù)最多的部件，當(dāng)進水管和汽水混合物套管任何一個出現(xiàn)問題或更換時，往往需要整根換熱管進行維修或更換，較為麻煩，即使是可拆分式外取熱器也免除不了該問題。其次，現(xiàn)有的外取熱器需要大量的管線和閥門與距離較遠的汽包相連，浪費鋼材，熱量也會流失，尤其是取熱量大、管束多的外取熱器，將會占大量的空間布置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是提供一種管板式外取熱器，以解決現(xiàn)有外取熱器換熱管不可拆分、維修不便以及浪費大量的管線、閥門、空間等問題。
[0006]為解決上述問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:
[0007]一種管板式外取熱器，在其下部設(shè)置取熱單元，該單元由殼體上部設(shè)置的催化劑進入口，下部設(shè)置的催化劑出口、流化氣體進入口和分布器，內(nèi)部設(shè)置的汽水混合物套管，進水管構(gòu)成；在取熱單元上部設(shè)置汽水或被加熱介質(zhì)單元，該單元殼體上設(shè)置有汽水出口，內(nèi)部有進水管上半部分；在汽水或被加熱介質(zhì)單元上部設(shè)置進水或取熱介質(zhì)單元，該單元封頭頂部設(shè)置有進水口。具體的說，是在現(xiàn)有外取熱器的中上部設(shè)置兩個管板，將容器分成三個單元:上部為進水或取熱介質(zhì)單元，中部為汽水或被加熱介質(zhì)單元，下部為取熱單元。上管板至上封頭為進水或取熱介質(zhì)單元，上封頭頂部設(shè)置1~4個進水口 ；上管板與下管板之間為汽水或被加熱介質(zhì)單元，在汽水或被加熱介質(zhì)單元殼體上設(shè)置1~4個汽水出口，上管板布置一定數(shù)量的進水管；下管板至下封頭之間為取熱單元，取熱單元殼體內(nèi)設(shè)置取熱管束，取熱管束為內(nèi)外套管式，外管為汽水混合物套管，內(nèi)管為進水管，在取熱單元上部設(shè)置一個催化劑進入口、下部設(shè)置一個或多個催化劑出口、流化氣體進入口和分布器，下管板布置一定數(shù)量的汽水混合物套管。進水或取熱介質(zhì)單元和汽水或被加熱介質(zhì)單元由上管板隔開，汽水或被加熱介質(zhì)單元和取熱單元由下管板隔開，且每個單元與管板之間均設(shè)置為可拆分式。
[0008]一種管板式外取熱器，在取熱單元下部設(shè)置催化劑攜帶氣體置換單元，該置換單元殼體內(nèi)設(shè)置氣體置換元件，在氣體置換元件與催化劑出口間設(shè)置置換介質(zhì)入口和置換介質(zhì)分布器。
[0009]具體的方案為:進水管與汽水混合物套管均安裝于管板的下部，上部與管板平齊；進水管與汽水混合物套管布置數(shù)量和方位一致，上下管板安裝后，進水管裝進汽水混合物套管內(nèi)，形成一個個獨立水-汽回路的換熱單元，汽水混合物套管則伸向下部的取熱單元，對催化劑進行換熱，這樣就形成了一定數(shù)量的可拆分式換熱管。進水管焊接在上管板上，汽水混合物套管焊接在下管板上，再生器或反應(yīng)器中有多余熱量的催化劑由催化劑進入口進入下部的取熱單元；同時，冷卻介質(zhì)由進水或取熱介質(zhì)單元封頭頂部的進水口進入上部的進水或取熱介質(zhì)單元，流入上管板布置的進水管中，然后進入下部取熱單元的汽水混合物套管內(nèi)，與由催化劑進入口進入的多余熱量的催化劑進行熱交換；熱交換后，生成的水汽混合物經(jīng)水汽混合物套管進入中部的汽水或被加熱介質(zhì)單元內(nèi)，再通過汽水或被加熱介質(zhì)單元設(shè)置的汽水出口引出待用，取熱后的催化劑則由取熱單元下部設(shè)置的催化劑出口流出。
[0010]在取熱單元下部和催化劑出口之間設(shè)置催化劑攜帶氣體置換單元，內(nèi)部設(shè)置氣體置換元件，氣體置換元件可以是格柵或單板，在氣體置換元件下方設(shè)置置換介質(zhì)分布器。
[0011]本實用新型的管板式外取熱器與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的有益效果:
[0012]1、進水管與汽水混合物套管可形成獨立水-汽回路的換熱單元，也可拆分，便于檢修和更換。
[0013]2、可以僅設(shè)置1~4個進水口和1~4個汽水出口即可，可免去現(xiàn)有外取熱器大量的水汽進出口管線和閥門，減少鋼材浪費，節(jié)省空間布置，減少熱量流失，提高收益。
[0014]3、可以防止冷卻后的催化劑攜帶氧氣或煙氣或其他反應(yīng)介質(zhì)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1-圖4均為管板式外取熱器結(jié)構(gòu)，具體地:
[0016]圖1管板式外取熱器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2汽水混合物套管結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3圖2中A-A剖視圖的一種結(jié)構(gòu)。
[0019]圖4圖2中A-A剖視圖的另一種結(jié)構(gòu)。
[0020]圖5為設(shè)置催化劑攜帶氣體置換作用的外取熱器。
[0021]圖中:1、進水或取熱介質(zhì)單元，2、汽水或被加熱介質(zhì)單元，3、取熱單元，4、進水口，5、汽水出口，6、上管板，7、下管板，8、進水管，9、汽水混合物套管，10、流化氣體進入口，11、分布器，12、催化劑進入口，13、催化劑出口，14、光管，15、翅片管，16、氣體置換元件，17、置換介質(zhì)入口，18、置換介質(zhì)分布器。

【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明，旨在幫助讀者理解本實用新型的特點和實質(zhì)，但附圖和【具體實施方式】內(nèi)容并不限制本實用新型的可實施范圍。
[0023]如圖1所示，一種管板式外取熱器，它包括取熱單元3，該單元由上部設(shè)置的催化劑進入口 12，下部設(shè)置的催化劑出口 13、流化氣體進入口 10和分布器11，內(nèi)部設(shè)置的汽水混合物套管9，進水管8構(gòu)成；它還包括位于取熱單元3上部的汽水或被加熱介質(zhì)單元2，該單元殼體上設(shè)置有汽水出口 5，內(nèi)部有進水管8上部分；以及還包括位于汽水或被加熱介質(zhì)單元2上部的進水或取熱介質(zhì)單元1，該單元封頭頂部設(shè)置有進水口 4。進水或取熱介質(zhì)單元I和汽水或被加熱介質(zhì)單元2由上管板6隔開，汽水或被加熱介質(zhì)單元2和取熱單元3由下管板7隔開，且每個單元與管板之間均設(shè)置為可拆分式。上管板6布置一定數(shù)量的進水管8，下管板7布置一定數(shù)量的汽水混合物套管9，且布置的進水管8與汽水混合物套管9數(shù)量和方位均一致，上管板6與下管板7按方位安裝后，形成一個個獨立的水-汽回路換熱單元。在進水或取熱介質(zhì)單元I封頭頂部設(shè)置1~4個進水口 4，汽水或被加熱介質(zhì)單元2殼體上設(shè)置1~4汽水出口 5，取熱單元3上部設(shè)置一個催化劑進入口 12，下部設(shè)置一個或多個催化劑出口 13、流化氣體進入口 10和分布器11。
[0024]再生器或反應(yīng)器中有多余熱量的催化劑由催化劑進入口 12進入下部的取熱單元3 ;同時，取熱介質(zhì)由進水或取熱介質(zhì)單元I頂部的進水口 4進入上部的進水或取熱介質(zhì)單元I，流入上管板6布置的進水管8中，然后進入下部取熱單元3的汽水混合物套管9內(nèi)，與由催化劑進入口 12進入的多余熱量的催化劑進行熱交換；熱交換后，生成的汽水混合物經(jīng)汽水混合物套管9進入中部的汽水或被加熱介質(zhì)單元2內(nèi)，再通過汽水或被加熱介質(zhì)單元2設(shè)置的汽水出口 5引出待用，催化劑則由取熱單元3下部設(shè)置的催化劑出口 13流出。流化氣體進入口 10和分布器11可調(diào)節(jié)催化劑的冷卻程度。
[0025]如圖2、3、4所示，一種管板式外取熱器的汽水混合物套管9，可設(shè)置為光管14，也可設(shè)置為翅片管15，具體由取熱量而定。
[0026]如圖5所示，一種管板式外取熱器，在取熱單元3下部設(shè)置氣體置換元件16，氣體置換元件I6具有汽提功能，用于置換出催化劑攜帶的氣體，在氣體置換元件16下部設(shè)置置換介質(zhì)入口 17和置換介質(zhì)分布器18。
[0027]本實用新型管板式外取熱器，主要用于石油加工行業(yè)的催化裂化裝置，以及與其工藝過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；還可應(yīng)用于具有相似要求的其它熱傳遞場所。
[0028]本發(fā)明的取熱介質(zhì)可以為氣體流體，如反應(yīng)原料。
【權(quán)利要求】
1.一種管板式外取熱器，包括取熱單元(3)，該單元由殼體上部設(shè)置的催化劑進入口(12)，下部設(shè)置的催化劑出口(13)、流化氣體進入口(10)和分布器(11)，內(nèi)部設(shè)置的汽水混合物套管(9)，進水管(8)構(gòu)成；其特征在于，它還包括位于取熱單元(3)上部的汽水或被加熱介質(zhì)單元(2)，該單元殼體上設(shè)置有汽水出口(5)，內(nèi)部有進水管(8)上半部分；以及還包括位于汽水或被加熱介質(zhì)單元(2)上部的進水或取熱介質(zhì)單元(I)，該單元封頭頂部設(shè)置有進水口(4)。
2.如權(quán)利要求1所述的管板式外取熱器，其特征在于，在進水或取熱介質(zhì)單元(I)的頂部設(shè)置1~4個進水口(4)，汽水或被加熱介質(zhì)單元(2)的殼體上設(shè)置1~4個汽水出口(5)，取熱單元(3)的上部設(shè)置一個催化劑進入口(12)、下部設(shè)置一個或多個催化劑出口(13)。
3.如權(quán)利要求1所述的管板式外取熱器，其特征在于，進水或取熱介質(zhì)單元(I)和汽水或被加熱介質(zhì)單元(2)由上管板(6)隔開，汽水或被加熱介質(zhì)單元(2)和取熱單元(3)由下管板(7)隔開，且每個單元與管板之間均設(shè)置為可拆分式。
4.如權(quán)利要求3所述的管板式外取熱器，其特征在于，上管板(6)設(shè)置一定數(shù)量的進水管(8)，下管板設(shè)置一定數(shù)量的汽水混合物套管(9);進水管(8)與汽水混合物套管(9)設(shè)置數(shù)量及方位均一致。
5.如權(quán)利要求4所述的管板式外取熱器，其特征在于，汽水混合物套管(9)可設(shè)置為光管(14)、也可設(shè)置為翅片管(15)。
6.如權(quán)利要求1所述的管板式外取熱器，其特征在于，在取熱單元(3)下部設(shè)置氣體置換元件(16)，在氣體置換元件(16)下部設(shè)置置換介質(zhì)入口(17)和置換介質(zhì)分布器(18)。
【文檔編號】B01J8/24GK204220127SQ201420575386
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】石寶珍, 郭俊輝, 石林 申請人:青島京潤石化工程有限公司