[实用新型]一种刺刀式废热回收器

说明书

技术领域

本实用新型涉及化工设备，具体涉及废热回收器。

背景技术

现有化工生产装置中废热回收器多种多样，目前常见的废热回收器有U型管式和刺刀式。如图1所示，为合成氨厂氨合成工序U型管式废热回收器，反应热气体进入废热回收器的管程，管箱内进出U型换热管的气体由隔板隔开，壳程侧加入水副产蒸汽，这种U型管式废热回收器换热管可自由伸缩，解决了固定管板换热器换热管与管板之间的热应力。但其存在有以下缺陷：如热气体进入管箱筒体，管箱和管板接触进口热气体的部分对设备材质和强度要求高，管板的隔板两侧温差较大，管板内部存在较大热应力。如图2所示，为大型合成氨厂二段转化炉刺刀式废热回收器，热气体进入废热回收器的壳程，由于壳程气体高温高压，壳程内壁设置了耐火层，并为防止壳体局部超温过热，在壳程筒体外侧设置了水夹套，水进入管程内管，再进入内外管的环隙，与管外的热气体换热副产蒸汽，水与蒸汽之间用一薄管板隔开。这种刺刀式废热回收器换热管可自由伸缩，解决了固定管板换热器换热管与管板之间的热应力，且管板温度均匀，避免了管板的内部热应力，但其存在有以下缺陷，如热气体进入壳程筒体，对壳程的隔热、防过热或设备材质和强度要求高，结构复杂，制造难度大。

实用新型内容

本实用新型针对现有废热回收器制造难度大、材质要求高、结构复杂等缺陷，提供一种刺刀式废热回收器。

本实用新型目的是这样实现的，这种刺刀式废热回收器，它包括装设有管板的筒体，管板上装设有有效数量的指状换热管，各指状换热管的一端为盲端，其特征在于所述指状换热管内分别套装有换热内管，换热内管一端为自由端，另一端与装配在气体进口管管口端的气体分配器固连，气体进口管管口与气体分配器管口间填装有填料，气体依次经气体分配器管口、气体分配器管腔、换热内管、换热内管与指状换热管间的环隙、气体出口出废热回收器。

装设气体分配器的管箱筒体端设置有封头，所述封头与管箱筒体通过螺栓固连。

所述气体分配器为一空腔结构，所述空腔与换热管内管连通。

所述换热内管的热气入口端设置有隔热管，所述隔热管与气体分配器固连。

靠近管板端的换热管外管处设置有有效数量的折流板，换热管外管的另一端设有支撑板，在管板与折流板间的筒体上开设有进水口。

本实用新型取得的技术进步：

1.由于设置了与换热内管相连的气体分配器即内管箱，当高温气体进入本实用新型的气体分配器时，进气口内管、气体分配器、换热内管仅承受高温和内外气体压差，而高压管箱、管板、管箱筒体仅承受降温后气体的较低温度，且管板受热均匀，因而可降低管板的内部热应力，降低了由于热应力对设备造成的损坏，从而可降低高压管箱筒体、高压封头、管板的设计厚度和材质要求，降低设备制作成本和制作难度。

2.由于在装设气体分配器的管箱筒体端设置了可拆装的封头，因而可方便地将内管箱组件取出检修或更换。

3.在废热回收器水侧靠近管板设置了水加热段，能够有效降低气体出口温度，降低管板温度。

4.由于在换热内管进气端设置了内管隔热层，防止换热内管与出换热内外管环隙气体的温度“返混”，提高换热效率，降低气体出口温度，同时还可提高废热回收效果。

附图说明

以下结合附图对本实用新型作进一步描述。

图1为现有U型管式废热回收器结构示意图。

图2为现有刺刀式废热回收器结构示意图。

图3为本实用新型整体结构示意图。

具体实施方式

如图3所示，本实用新型是在如图1、图2所示的现有废热回收器结构基础上进行的改进，它包括装设有管板13的筒体11，管板13上装设有有效数量的指状换热管9，各指状换热管9的右端为盲端，指状换热管9内分别套装有换热管内管8，换热管内管8右端为自由端，另一端与装配在气体进口管15管口端的气体分配器2焊接固连，气体进口管15管口与气体分配器2管口间填装有填料14，在热应力下气体分配器2可沿填料14产生一定位移，同时起到密封作用，气体依次经气体分配器2管口、气体分配器2管腔、换热管内管8、换热管内管8与指状换热管9间的环隙出气体出口4。气体分配器2为一空腔结构，装设气体分配器2的管箱筒体16端设置有封头3，封头3与管箱筒体16通过螺栓固连；换热管内管8的热气入口端设置隔热管7，隔热管7与气体分配器2焊接固连。在靠近管板13端的换热管外管9处设置有有效数量的折流板6，换热管外管9的另一端装设支撑换热管9的支撑板10，在管板13与折流板6间的筒体11下部开设有进水口5，蒸汽出口12设于筒体11的上部。

本实用新型的工作过程为：压力18MPa、温度320℃的氨合成塔出口合成气进入气体分配器2的气体进口管1，然后经气体分配器2的空腔进入换热管内管8内，经过外部套有隔热管7部分的换热管内管8的气体，进入无隔热管7的内管8后与换热管内管8和换热管外管9环隙的气体换热，出换热管内管8的气体温度降至250℃后，再进入换热管内管8和换热管外管9间的环隙，热气体在该环隙内同时与换热管内管8的热气体和换热管外管9外的热水换热，温度降至220℃，热气体再进入套有隔热管7的换热管内管8和换热管外管9环隙与设置有折流板6的换热外管9外侧的水换热，出换热管内管8和换热管外管9环隙气体温度降至205℃，换热后的合成气进入管箱筒体16内，再经气体出口4出废热回收器。1.5MPa、100℃的热水自进水口5进入壳程的折流板6与管板13间，与换热管内管8和换热管外管9环隙的气体换热，温度升至195℃溢流至蒸发段，与热气体换热蒸发为1.5MPa的饱和蒸汽，饱和蒸汽经蒸汽出口12出废热回收器。