[发明专利]一种新型高效蒸汽加热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种蒸汽加热器，具体为一种在空分装置纯化系统上用蒸汽加热器。

背景技术

目前，空分装置纯化系统上用蒸汽加热器大部分都是采用卧式双管板型式。空分装置中，原料空气先流经分子筛吸附器，经过分子筛的吸附净化，去除其中的少量二氧化碳，碳氢化合物及水蒸气，然后进入冷箱中板翅式换热器，将其冷却到-173℃左右，最后进入精馏塔进行精馏。冷箱中引出的污氮气进入蒸汽加热器，利用高温蒸汽将其加热到180℃左右，然后进入分子筛吸附器对分子筛进行再生。污氮气在蒸汽加热器中被蒸汽加热到分子筛再生时所需要的温度，而且不允许有蒸汽泄漏到污氮气中。如果水蒸汽一旦泄漏，则水蒸汽就会被再生污氮气携带进入分子筛吸附器中，进而污染原料空气，含有水蒸气的空气进入板翅式换热器后，在低温下产生冰堵，严重影响换热器的换热效果，最终导致整套空分装置停车。故现有蒸汽加热器基本上都采用双管板型式，该结构型式有效地保证了空分装置的正常运行。

传统的双管板结构型式，如图2所示，换热管采用光管型式，换热管与内管板采用柔性胀接，与外管板采用焊接，内外管板间有100mm 左右的防泄漏腔。采用此结构型式虽然可以有效的防止管程和壳程介质混合，但也存在一些问题。首先，换热管利用率降低。由于内外管板间防泄漏腔较大，导致换热管的有效换热长度减短，换热面积减少；其次，制造难度加大。由于内外管板间防泄漏腔较大，造成组装时穿管子困难，实际组装时为了能使换热管同时穿过内外管板，经常需要扩孔，导致内管板胀接强度不够；另外，随着项目的大型化，换热设备也越做越大，换热管数量也越来越多，有时单台设备换热管数量多达四五千根，加工制造难度更大。

因此，为了提高换热效率，减少能耗，节约成本，提高产品质量，急需改进现有结构型式，开发出一种新型的高效蒸汽加热器，使其制造更方便，性能更可靠。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种结构简单、制造

方便，工艺要求相对较低，制造质量更容易控制，换热效率更高的高效蒸汽加热器。

本发明的目的是这样实现的：

一种新型高效蒸汽加热器，包括筒体1，和设置在筒体1 一侧的膨胀节2，及分程隔板3、内管板6、外管板4、连接短接5、双金属轧制翅片管7、蒸汽进口管箱8 和冷凝液出口管箱9，其特征在于：所述的筒体1 壳程进出口接管中间设置有分程隔板3，筒体1 两侧的端部分别设置有内管板6 和外管板4，双金属轧制翅片管7 与内管板6 采用胀接连接，与外管板4 采用焊接连接，蒸汽进口管箱8 和冷凝液出口管箱9 分别焊接在外管板4 上；

外管板4在布管区域沿换热器轴向方向有13mm 的凹陷，外管板4焊在内管板6上，使两管板之间形成一个10mm 的浅层空腔；

所述的蒸汽进口管箱8 的接管进口处焊接有防冲挡板10。

积极有益效果：本发明由于采用以上技术方案，具有以下优点：

1）如图1所示，本发明由于省去了内外管板之间的120mm 左右的连接短节5，大大缩短了防止管壳程介质混合的防泄漏腔长度L，因此简化了结构和制造工艺，降低了制造难度，使制造质量更容易保证；同时，有效的减少了换热管的无效长度，明显的增加了有效换热面积。

2）本发明由于壳程设置了分程隔板，增加了壳程程数，有效地提高了壳程气体流速，提高了壳程放热系数，增加了换热效率；

3）本发明中换热管采用双金属轧制翅片管。由于该换热器壳程介质为再生气体，管程介质为水蒸汽，利用蒸汽冷凝放出的热量用来加热再生气体。因为壳程气体放热系数较低，而管程是蒸汽冷凝，介质产生相变，故其放热系数远远高于壳程的放热系数。为了提高设备的换热效率，需要强化壳程换热面积，因此换热管型式采用双金属轧制翅片管，大大提高了壳程的换热面积。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图；

图2 为现有技术中内外管板连接的结构示意图；

图3 为本发明中内外管板连接的结构示意图；

图4 为双金属轧制翅片管的结构示意图；

图中为：筒体1、膨胀节2、分程隔板3、外管板4、短节5、内管板6、双金属轧制翅片管7 、蒸汽进口管箱8、冷凝液出口管箱9 、防冲挡板10。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步的说明：