[实用新型]一种整体翅片式相变等温加热炉管

说明书

本实用新型公开了一种整体翅片式相变等温加热炉管，内管和外管上沿着轴向设置有多个均匀分布的整体翅片，整体翅片通过内管和外管从内至外依次分割为内翅片、中间翅片和外翅片；外翅片的边棱与内管的中心轴线之间呈现第二夹角布设；内翅片在内管内部的顶部伸入量大于底部伸入量，外翅片在外管外部的顶部伸出量小于底部伸出量；被整体翅片分割的内管和外管之间填充有多孔金属纤维，多孔金属纤维内封装有相变传热介质。本实用新型的加热炉管在有效提高传热效率的同时，能够有效地展平加热炉管的轴向温度分布，并优化管内外传热过程。

技术领域

本实用新型属于炼油、化工工业中的加热裂解设备领域，涉及加热炉管，具体涉及一种整体翅片式相变等温加热炉管。

背景技术

烃类热解是石油化工生产的重要过程，其特点是高温(750℃以上)强吸热，对裂解设备的要求是温度分布均匀，物料在炉内停留时间要短，烃的分压要低。传统的大型裂解炉都是热源(燃烧油或气)加热外管壁，裂解物料在管内受热裂解。由于管外燃烧的温度场沿炉体轴向的不均匀性是无法克服的，因而在管内被裂解的工艺流体由于管壁温度的不均匀，局部过热而产生裂解副反应，甚至流体结焦化也是不可避免的。工业上的裂解炉有多种形式，使用最多的是管式炉，传统的管式炉的优点是结构简单，操作容易，能够连续生产。然而其缺点也较明显：管壁面受热不均匀，传热效率低；裂解反应在非等温条件下进行；裂解管内流体阻力大，影响了烃的分压，对提高其产品收率不利。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种整体翅片式相变等温加热炉管，以解决现有的加热炉管传热效率低、裂解反应在非等温条件下进行的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种整体翅片式相变等温加热炉管，包括同中心轴设置的内管和外管，所述的内管和外管上沿着轴向设置有多个均匀分布的整体翅片，所述的整体翅片通过内管和外管从内至外依次分割为内翅片、中间翅片和外翅片；所述的内翅片伸入至内管的内侧，所述的中间翅片位于内管和外管之间，所述的外翅片伸出至外管外侧，

所述的内翅片的边棱与内管的中心轴线之间呈现第一夹角布设，所述的外翅片的边棱与内管的中心轴线之间呈现第二夹角布设；所述的内翅片在内管内部的顶部伸入量大于底部伸入量，所述的外翅片在外管外部的顶部伸出量小于底部伸出量；

被整体翅片分割的内管和外管之间填充有多孔金属纤维，多孔金属纤维内封装有相变传热介质。

本实用新型还具有如下技术特征：

所述的伸入至内管内部的整体翅片上开设有多个沿着轴向均匀排布的翅片开孔。

所述的多个整体翅片以内管的中心轴线为对称中心，沿着径向呈辐射状均匀分布。

所述的整体翅片的个数为8的倍数个。

所述的第一夹角的角度范围为0～30°，所述的第二夹角的角度范围为0～30°。

所述的第一夹角等于第二夹角。

所述的整体翅片为波纹型翅片、锯齿型型翅片和/或梯形翅片。

本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：

(Ⅰ)本实用新型的加热炉管在有效提高传热效率的同时，能够有效地展平加热炉管的轴向温度分布，并优化管内外传热过程。

(Ⅱ)管内外采用轴向分布翅片，通过一种整体插入式纵向翅片同时实现内外管壁传热面积的增加，同时能够有效破坏管内流动边界层，强化管内的对流传热，对管内外壁面轴向温度分布具有一定的展平作用。

(Ⅲ)整体翅片与管中心轴线呈现一定的倾斜角，从而对传热管内外的流体实现螺旋式导流作用，实现传热管内外流体实现轴向螺旋式流动，从而优化传热管内外流体的流动与传热过程；