[实用新型]一种线性急冷换热器入口连接件及其急冷换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉用于乙烯裂解技术的设备，具体涉及一种线性急冷换热器入口连接件及其急冷换热器。

背景技术

裂解炉是乙烯装置的关键单元。裂解原料在裂解炉炉管中经过高温裂解后，进入急冷换热器进行快速冷却，防止二次反应的发生，减少烯烃损失，同时将热能回收产生蒸汽。随着乙烯裂解炉急冷技术的发展，为了进一步缩短急冷换热器绝热段停留时间、避免裂解气分配不均匀问题，目前新建和改造裂解炉用急冷换热器大多采用线性急冷换热器。

众所周知，线性急冷换热器由入口连接件、双套管换热元件、冷却介质连接件、出口连接件、水汽联箱、高温介质联箱、水力清焦孔等组成。基于此，线性急冷换热器的结构形式如下：每个双套管换热元件由两个同心的管子组成，其中内管走高温介质——800℃左右的裂解气，外管和内管之间的环隙走冷却介质——350℃左右的水汽混合物，每个双套管换热元件通过一个入口连接件与一根裂解炉出口炉管连接，双套管换热元件平行布置成单排或双排排列，通过水汽联箱和高温介质联箱连接在一起，形成一台线性急冷换热器。先前技术的冷却介质连接件通常采用扁圆管结构，它可以很好地吸收双套管换热元件内管和外管之间的热膨胀差应力，但扁圆管与双套管换热元件内管和外管的焊接接头为角接接头，焊接强度不高，受制造因素影响较大，特别是扁圆管与内管角接接头处易发生腐蚀开裂，且扁圆管与多根双套管换热元件内管和外管连接，维护检修不方便。另一种先前技术的冷却介质连接件采用双壁管板连接件结构，双壁管板连接件仅与一组双套管换热元件连接，且焊接接头为对接接头，但其缺点是管板厚度大，双套管换热元件内管和外管之间的热膨胀差应力要通过内管预拉伸来消减，制造难度高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、解决上述问题的线性急冷换热器入口连接件。

本实用新型提供一种线性急冷换热器入口连接件，入口连接件的一端与裂解炉出口炉管1连接，另一端与双套管换热元件2相连，其特征在于线性急冷换热器入口连接件主要由入口锥体3、保护套管5、冷却介质连接件6组成；入口锥体3为一底部带有锥形过渡段的空心圆柱体，锥形底部连接面为单壁，顶部圆柱体连接面为双壁，底部的单壁连接面与裂解炉出口炉管1连接，同时沿着入口锥体3长度方向，底部连接面从单壁过渡到顶部的双壁连接面，分为内壁连接面和外壁连接面，顶部的双壁连接面之间的环形间隙其底部封闭。入口锥体3顶部的内壁连接面与保护套管5下端连接，入口锥体3顶部的外壁连接面与冷却介质连接件6的底部连接。入口锥体3顶部的双壁连接面之间的环形间隙内置有隔热件4，其底部与环形间隙底部接触，其顶部与冷却介质连接件6之间置有密封件11。冷却介质连接件6是一截面形状为外凸曲面的回转体，分为顶部、底部、前部、背部和两个侧面，底部与入口锥体3顶部的外壁连接面连接，顶部与双套管换热元件2的外管8连接，前部设有锅炉给水接口9，背部设有排污清洁口10。冷却介质连接件6的底部还有一内伸凸台，与双套管换热元件2的内管7连接，冷却介质连接件6的底部内伸凸台以及顶部分别与双套管换热元件2的内管7、外管8对接焊接后形成的腔体，通过冷却介质连接件6前部的锅炉给水接口9，使之成为引入的冷却介质通道。保护套管5的下端与入口锥体3顶部的内壁连接面连接，保护套管5的上端插入由冷却介质连接件6的底部内伸凸台和双套管换热元件2的内管7连接后形成的裂解气通道中。

本实用新型的冷却介质连接件6是一截面形状为外凸曲面的回转体，其结构可以很好地吸收双套管换热元件2的内管7和双套管换热元件2的外管8之间由于金属壁温的不同所形成的膨胀热应力，还可以有效地降低冷却介质连接件6的壁厚，使得其壁厚与双套管换热元件2的壁厚在同一个数量级上，一般在10mm至20mm之间。冷却介质连接件6的底部内伸凸台结构，可使得冷却介质连接件6与双套管换热元件2的内管7实现对接焊接，对接焊接接头成形质量好、焊接强度高、无明显的应力集中，利于承受载荷。

本实用新型线性急冷换热器入口连接件中冷却介质连接件6的前部可设有锅炉给水接口9以引入冷却介质，冷却介质连接件6背部的底端还可设有排污清洁口10以去除冷却介质中杂质。

本实用新型线性急冷换热器入口连接件的焊接接头均为对焊焊接接头，其中冷却介质连接件6底部内伸凸台与双套管换热元件2的内管7的对接焊接可采用深孔焊。

本实用新型线性急冷换热器入口连接件中入口锥体3顶部的双壁连接面之间的环形间隙内置有隔热件4，其底部与环形间隙底部接触，其顶部与冷却介质连接件6之间置有密封件11。