[发明专利]一种新型气-气换热器

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种新型气-气换热器，适用于煤化工及有机硅、乙醇、丁辛醇、制冷剂、硫酸等行业。

背景技术

目前，在一些煤化工特别是EO-EG项目中或化工工艺系统中，经常遇到利用反应器出口的高温气体来加热反应器进口的物料，这种工况经常是高温气体走管程，低温物料走壳程，当高温物料进入管箱时，高温的物料会对裸露在管板外面的管头进行加热，而壳程侧低温介质会对管板及换热管和管板之间的焊缝进行冷却，由于高温物料的温度经常会达到较高的温度，对换热管和管板之间的焊缝存在直接加热或通过耐火材料进行加热，而壳程的低温介质在不断地将热量带走，热量经过换热管和管板之间的焊缝不断地传递，焊缝部分因壳程的介质将热量带走多少直接影响到焊缝金属的温度，于是此处的焊缝的温度就不断的升高、降低，在这种频繁的温度交变中，焊缝处的温差应力也在不断变化，从而引起温差应力造成的损伤，这种工况经常会引起换热管管头裂纹的情况发生，给设备的安全运行带来隐患，特别是在工业废热锅炉中这种现象更加普遍，气-气换热器是工艺系统中的核心设备，该设备的安全运行直接影响到整个工艺系统的安全和效益，同该设备由于工程的气量大，设备在壳程的流速高，管壳程的压力降问题、能耗问题、设备的振动问题、热膨胀问题都是该设备的核心问题，为此需对该种换热器进行研究。

发明内容

本发明的目的是克服了现有技术的不足，提供一种结构简单、设备运行安全、制作成本低、稳定性好的新型气-气换热器。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种新型气-气换热器，包括壳体、位于所述壳体内腔中的上管板与下管板，所述上管板与所述下管板将所述壳体分隔成开设有管程进口的上管箱、内设有多根换热管的壳程、开设有管程出口的下管箱，所述换热管的上、下两端分别固定连接在所述上管板、所述下管板上，所述换热管上端的管头与所述上管板的下端面相焊接密封，所述壳程的内腔中还设有用于支撑所述换热管的复合式折流板。

优选地，所述上管板上开设有与所述换热管内腔相通的通孔，所述通孔与所述换热管在数量上相对应，所述上管板的下端面上位于所述通孔的轴向延伸方向上还固设有凸台，所述凸台的内径与所述通孔的直径相同，所述凸台的外侧壁与所述换热管的所述管头的内侧壁相密封设置。

优选地，所述复合式折流板包括若干弓形折流板以及若干疏压稳定性折流板，所述疏压稳定性折流板上还开设有多个管孔，所述管孔与所述换热管在数量上相对应，所述管孔的直径不小于所述换热管的外径。

进一步优选地，所述复合式折流板至少包括两块所述弓形折流板以及至少一块所述疏压稳定性折流板，相邻两块所述弓形折流板间至少设有一块所述疏压稳定性折流板。

进一步优选地，所述疏压稳定性折流板为开设有多个所述管孔的圆形板，所述管孔呈圆形或方形或异形。

优选地，所述下管箱的内腔中还设有内置式压差膨胀节，所述内置式压差膨胀节位于所述管程出口与所述下管板间。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的新型气-气换热器，通过将换热管的管头与上管板的下端面焊接密封，可有效地防止高温反应气从上管箱进入冲刷上管板时，焊缝金属由于受到高温反应气的同时受到壳程侧冷端介质的冷却，导致管头焊缝金属出现裂纹、造成焊缝泄漏或管桥上出现裂纹的情况发生；而在壳程的内腔中设置复合式折流板，该复合式折流板包括弓形折流板与疏压稳定性折流板，通过复合式折流板有效的解决了换热器的阻力降和稳定性问题；在下管箱内设置内置式压差膨胀节解决了由于换热管与壳体间的温度差造成的膨胀差的问题，大大降低了换热管的制造成本，为设备大型化奠定了基础。

附图说明

附图1为本发明所述的新型气-气换热器的结构示意图；

附图2为本发明所述的新型气-气换热器中疏压稳定性折流板的结构示意图；

附图3为本发明所述的新型气-气换热器中上管板与换热管焊接的结构示意图；

其中：10、壳体；1、上管箱；11、管程进口； 2、壳程；21、壳程进口；22、壳程出口；3、下管箱；31、管程出口；32、内置式压差膨胀节；4、上管板；41、通孔；42、凸台；5、下管板；6、换热管；7、弓形折流板；8、疏压稳定性折流板；81、管孔；82、流道。

具体实施方式