一種帶縱向隔板立式折流桿換熱器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種帶縱向隔板立式折流桿換熱器，包括：殼體、管板、換熱管束，采用圓周上布置的多根支撐條固定整個(gè)換熱管束，并起到滑道的作用；在換熱管束的軸向長(zhǎng)度上設(shè)置有多組折流桿模塊，每組折流桿模塊包括在設(shè)定長(zhǎng)度折流圈上成90°布置的一組橫向折流桿和一組縱向折流桿；殼體內(nèi)設(shè)置有多塊缺口式縱向隔板，橫向折流桿和縱向折流桿穿過(guò)兩兩換熱管的間隙，同時(shí)橫向折流桿穿過(guò)缺口式縱向隔板上的開(kāi)孔；在殼程靠近管板處設(shè)置有高位不凝氣出口，同時(shí)在殼程靠近換熱管束彎管段設(shè)置有液封筒體段；管束在尾部采用格柵防振結(jié)構(gòu)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種帶縱向隔板立式折流桿換熱器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種帶縱向隔板立式折流桿換熱器。

【背景技術(shù)】
[0002]折流桿換熱器(Rod Baffle Heat Exchanger) 1970年由美國(guó)菲利浦石油公司首倉(cāng)|J，其初衷是為了消除折流板式換熱器中流體誘發(fā)振動(dòng)而設(shè)計(jì)的，它不同于常用的折流板式換熱器，其換熱管由折流桿組成的折流圈組支承，在上下左右4個(gè)方位將管子固定。殼程流體為軸向流動(dòng)，消除了流體反復(fù)橫向流過(guò)管束誘發(fā)的振動(dòng)；沒(méi)有流動(dòng)死區(qū)，不易結(jié)垢；殼程流動(dòng)阻力小，紊流程度增大，從而強(qiáng)化了傳熱。因此，折流桿換熱器具有抗振性能強(qiáng)、流動(dòng)阻力小、不易結(jié)垢及表面溫度均勻等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]折流桿換熱器問(wèn)世以后，美國(guó)菲利浦石油公司一直致力于折流桿換熱器的結(jié)構(gòu)和機(jī)理研究，開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的換熱設(shè)計(jì)程序，獲得了多項(xiàng)美國(guó)專(zhuān)利，并大力推廣這種新型的換熱裝置。迄今已為世界各國(guó)提供了 1000多臺(tái)折流桿換熱器。換熱器的直徑從300mm到4000mm，管束最長(zhǎng)達(dá)25000_ ;管型有光管和螺紋管；應(yīng)用范圍包括氣一氣換熱器、冷卻器、重沸器、蒸汽發(fā)生器和廢熱鍋爐等。
[0004]我國(guó)上世紀(jì)80年代初期即開(kāi)始研究折流桿換熱器，1984年中國(guó)石化總公司規(guī)劃設(shè)計(jì)院將折流桿換熱器列為重點(diǎn)研究課題，由洛陽(yáng)石化工程公司、荊門(mén)煉油廠、撫順石油機(jī)械廠與華南工學(xué)院聯(lián)合攻關(guān)。1987年通過(guò)了中國(guó)石化總公司專(zhuān)家鑒定。近幾年我國(guó)自主開(kāi)發(fā)折流桿換熱器的工作取得迅速發(fā)展，例如華南理工大學(xué)與桂林化工機(jī)械廠合作研制的固定管板汽一氣式折流桿換熱器已生產(chǎn)數(shù)百臺(tái)，應(yīng)用于60多個(gè)工廠。因此從發(fā)展的趨勢(shì)看，折流桿換熱器在逐漸被人們認(rèn)識(shí)的同時(shí)，也將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
[0005]Novolen聚丙烯專(zhuān)利技術(shù)上使用的循環(huán)氣冷凝器屬于折流桿換熱器的一種。此換熱器在以往項(xiàng)目為專(zhuān)利商專(zhuān)有設(shè)備(中國(guó)大陸以及臺(tái)灣地區(qū)已建成并投產(chǎn)的4套Novolen聚丙烯裝置上的該設(shè)備都為德國(guó)進(jìn)口)。神華寧煤甲醇制烯烴項(xiàng)目PP裝置(聚丙烯生產(chǎn)裝置)上的循環(huán)氣冷凝器為中國(guó)首次國(guó)產(chǎn)化。該設(shè)備的工藝作用為將反應(yīng)器頂部出來(lái)的循環(huán)氣(氣態(tài)丙烯并夾帶少量粉末)冷凝，并將冷凝下來(lái)的液態(tài)丙烯返回反應(yīng)器進(jìn)行撤熱，不凝氣通過(guò)循環(huán)氣壓縮機(jī)壓縮后從反應(yīng)器底部返回反應(yīng)器進(jìn)行聚合反應(yīng)，并且通過(guò)循環(huán)氣帶入助催化劑和氫氣進(jìn)入反應(yīng)器。該換熱器也是整個(gè)PP裝置的關(guān)鍵核心設(shè)備。
[0006]然而，傳統(tǒng)的折流板換熱器在設(shè)備立式時(shí)，由于氣體冷凝順著換熱管下降到折流板上，容易積液，降低了傳熱效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種帶縱向隔板立式折流桿換熱器，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中的折流板換熱器在設(shè)備立式時(shí)，由于氣體冷凝順著換熱管下降到折流板上，容易積液，降低了傳熱效率的問(wèn)題。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種帶縱向隔板立式折流桿換熱器，包括:殼體、管板、換熱管束，采用圓周上布置的多根支撐條固定整個(gè)所述換熱管束，并起到滑道的作用；在所述換熱管束的軸向長(zhǎng)度上設(shè)置有多組折流桿模塊，每組所述折流桿模塊包括在設(shè)定長(zhǎng)度折流圈上成90°布置的一組橫向折流桿和一組縱向折流桿；所述殼體內(nèi)設(shè)置有多塊缺口式縱向隔板，所述橫向折流桿和所述縱向折流桿穿過(guò)兩兩換熱管的間隙，同時(shí)所述橫向折流桿穿過(guò)所述缺口式縱向隔板上的開(kāi)孔；在殼程靠近所述管板處設(shè)置有高位不凝氣出口，同時(shí)在殼程靠近所述換熱器彎管段設(shè)置有液封筒體段。
[0009]進(jìn)一步地，所述換熱管束的尾部采用格柵防振結(jié)構(gòu)。
[0010]進(jìn)一步地，所述折流桿模塊共有6組。
[0011]進(jìn)一步地，所述缺口式縱向隔板共有5塊。
[0012]進(jìn)一步地，所述縱向隔板的間距以及每個(gè)所述縱向隔板的缺口寬度可調(diào)。
[0013]進(jìn)一步地,所述折流圈設(shè)定長(zhǎng)度為180mm。
[0014]本發(fā)明換熱器的折流圈上的折流桿前后成90度交錯(cuò)布置，能夠消除積液的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)冷凝液在換熱管上高通量流動(dòng)，當(dāng)大量的冷凝液在立式的換熱管上流動(dòng)時(shí)，擾動(dòng)換熱管表面層流層，減薄層流層的厚度，起到強(qiáng)化傳熱的效果。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的帶縱向隔板立式折流桿換熱器示意圖；
[0017]圖2為圖1的管束放大圖；
[0018]圖3a為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的橫向折流桿、縱向折流桿的位置示意圖；
[0019]圖3b為圖3a沿A向的截面圖；
[0020]圖3c為圖3a沿B向的截面圖；
[0021]圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的多塊缺口式縱向隔板布置位置示意圖；
[0022]圖5為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的縱向隔板開(kāi)孔示意圖；
[0023]圖6為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的換熱管束尾部采用的格柵防振結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025]請(qǐng)參閱圖1-圖6，帶縱向隔板立式折流桿換熱器包括:殼體、管板、換熱管束，換熱器無(wú)拉桿，采用圓周上布置的多根支撐條固定整個(gè)換熱管束，并起到滑道的作用；在換熱管束的軸向長(zhǎng)度上設(shè)置有多組折流桿模塊(本實(shí)施例中為6組)，每組折流桿模塊包括在設(shè)定長(zhǎng)度(例如可以是180mm)折流圈上成90°布置的一組橫向折流桿和一組縱向折流桿(如圖3a、3b、3c所示)；殼體內(nèi)設(shè)置有多塊缺口式縱向隔板(本實(shí)施例中為5塊)，橫向折流桿和縱向折流桿穿過(guò)兩兩換熱管的間隙，同時(shí)橫向折流桿穿過(guò)缺口式縱向隔板上的開(kāi)孔(如圖4、5所示)；在殼程靠近管板處設(shè)置有高位不凝氣出口，同時(shí)在殼程靠近換熱器彎管段設(shè)置有液封筒體段(如圖1所示)。
[0026]進(jìn)一步地，換熱管束的尾部可以采用格柵防振結(jié)構(gòu)，如圖1、6所示。
[0027]進(jìn)一步地，如圖4所示，縱向隔板的間距B以及縱向隔板的缺口寬度L是可以調(diào)整的。
[0028]上述實(shí)施例中的帶縱向隔板立式折流桿換熱器的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)可以概括如下:
[0029](I)采用立式折流桿換熱器能夠避免工藝氣體所攜帶的微量PP粉末堆積、不易清洗，從而導(dǎo)致長(zhǎng)期運(yùn)行局部堵塞，產(chǎn)生腐蝕，并降低傳熱效率的缺點(diǎn)。
[0030](2)傳統(tǒng)的折流板換熱器在設(shè)備立式時(shí)，由于氣體冷凝順著換熱管下降到折流板上，容易積液，降低了傳熱效率；而本發(fā)明的換熱器的折流圈上的折流桿前后成90度交錯(cuò)布置，能夠消除積液的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)冷凝液在換熱管上高通量流動(dòng)，當(dāng)大量的冷凝液在立式的換熱管上流動(dòng)時(shí)，擾動(dòng)換熱管表面層流層，減薄層流層的厚度，起到強(qiáng)化傳熱的效果。
[0031](3)采用缺口式縱向隔板，通過(guò)調(diào)整隔板間距B以及缺口寬度L，可以保證氣體在殼程冷凝過(guò)程中流速基本不變，從而增強(qiáng)冷凝效果，起到強(qiáng)化傳熱的作用；同時(shí)交錯(cuò)式的縱向隔板能改變氣體的流動(dòng)方向，使得氣體具有沿著換熱管順流以及橫向流復(fù)合型流動(dòng)，強(qiáng)化了傳熱；另外，縱向隔板能夠使氣體在冷凝過(guò)程中，讓攜帶小液滴的氣體分級(jí)碰撞隔板，實(shí)現(xiàn)大量的小液滴分離，減薄了換熱管上冷凝液的厚度，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化傳熱。
[0032](4)由于該工藝生產(chǎn)牌號(hào)的不同，氣體組成和流量會(huì)有很大差異，所需換熱器熱負(fù)荷差異較大，在殼程底部較長(zhǎng)的液封筒體段配合液位傳感器以及頂部的不凝氣出口，一方面能夠防止不凝氣在殼體里不斷積累，從而影響傳熱，另一方面也可以通過(guò)調(diào)整液位進(jìn)行淹管的方式來(lái)調(diào)整熱負(fù)荷。同時(shí)液封筒體也能防止不凝氣體的排出，避免了在換熱器外增設(shè)一臺(tái)不凝氣體分離罐，節(jié)省了項(xiàng)目投資。
[0033]本發(fā)明的換熱器具有廣泛的應(yīng)用前景。長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)引進(jìn)的Novolen專(zhuān)利技術(shù)聚丙烯裝置中的循環(huán)氣冷凝器都是作為關(guān)鍵設(shè)備，由專(zhuān)利商指定國(guó)外供貨廠家從國(guó)外引進(jìn)的，循環(huán)氣冷凝器設(shè)計(jì)及制造技術(shù)的開(kāi)發(fā)成功將填補(bǔ)這項(xiàng)空白，為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)、國(guó)際領(lǐng)先。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，隨著我國(guó)石化行業(yè)的迅速發(fā)展，還將會(huì)建設(shè)一批可以采用Novolen專(zhuān)利技術(shù)的聚丙烯裝置，同時(shí)現(xiàn)有聚丙烯裝置中循環(huán)氣冷凝器存在更新改造問(wèn)題，此設(shè)備的開(kāi)發(fā)成功將使得其在同類(lèi)聚丙烯裝置中得以廣泛推廣和應(yīng)用。同時(shí)針對(duì)此類(lèi)型折流桿換熱器的傳熱效率高，振動(dòng)小的優(yōu)點(diǎn)，也可將其應(yīng)用在其它石化裝置中或其它行業(yè)。因此，此設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化將有廣泛的應(yīng)用前景。
[0034]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:附圖只是一個(gè)實(shí)施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實(shí)施本發(fā)明所必須的。
[0035]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:實(shí)施例中的裝置中的模塊可以按照實(shí)施例描述分布于實(shí)施例的裝置中，也可以進(jìn)行相應(yīng)變化位于不同于本實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)裝置中。上述實(shí)施例的模塊可以合并為一個(gè)模塊，也可以進(jìn)一步拆分成多個(gè)子模塊。
[0036]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種帶縱向隔板立式折流桿換熱器，包括:殼體、管板、換熱管束，其特征在于，采用圓周上布置的多根支撐條固定整個(gè)所述換熱管束，并起到滑道的作用；在所述換熱管束的軸向長(zhǎng)度上設(shè)置有多組折流桿模塊，每組所述折流桿模塊包括在設(shè)定長(zhǎng)度折流圈上成90°布置的一組橫向折流桿和一組縱向折流桿；所述殼體內(nèi)設(shè)置有多塊缺口式縱向隔板，所述橫向折流桿和所述縱向折流桿穿過(guò)兩兩換熱管的間隙，同時(shí)所述橫向折流桿穿過(guò)所述缺口式縱向隔板上的開(kāi)孔；在殼程靠近所述管板處設(shè)置有高位不凝氣出口，同時(shí)在殼程靠近所述換熱管束彎管段設(shè)置有液封筒體段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶縱向隔板立式折流桿換熱器，其特征在于，所述換熱管束的尾部采用格柵防振結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶縱向隔板立式折流桿換熱器，其特征在于，所述折流桿模塊共有6組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶縱向隔板立式折流桿換熱器，其特征在于，所述缺口式縱向隔板共有5塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶縱向隔板立式折流桿換熱器，其特征在于，所述縱向隔板的間距以及每個(gè)所述縱向隔板的缺口寬度可調(diào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶縱向隔板立式折流桿換熱器，其特征在于，所述折流圈設(shè)定長(zhǎng)度為180mm。
【文檔編號(hào)】F28F9/013GK104197751SQ201410397678
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】蔣小文, 杜宇, 楊桂春, 徐儒庸, 趙栓柱, 戴丹, 朱為明, 呂志堯, 劉燦剛, 李聳峰, 張來(lái)勇 申請(qǐng)人:中國(guó)寰球工程公司