[实用新型]一种保护管板的相变式急冷换热器

说明书

本实用新型涉及石油化工中的换热器技术领域，具体涉及一种保护管板的相变式急冷换热器，包括入口管箱、前管板、壳体、多条换热管、支撑板、后管板和出口管箱，前管板和后管板分别固定于壳体的两端部，壳体的底部和顶部分别设有连通壳程空间的进口接头和出口接头；出口管箱固定于后管板且两者共同围成后管程空间；多条换热管的两端部分别固定于前管板和后管板，且分别连通至前管程空间和后管程空间；壳体顶部的位于前换热管旁侧的位置设有连通壳程空间的排气孔，能够使前管板的内壁顶部与壳体内顶壁之间形成气泡排出，避免过多的气泡的此处积聚，避免该处的换热管和前管板失去壳程冷却介质的浸润而导致的换热效果变差，延长了换热器的使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及石油化工工业中的换热器技术领域，具体涉及一种保护管板的相变式急冷换热器。

背景技术

换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备，而管壳式换热器是工业应用最广泛的换热设备，例如乙烯裂解炉上，烃类原料在高温下，发生碳链断裂或脱氢反应，生成乙烯、丙烯等，同时还副产丁烯、丁二烯等烯烃和裂解汽油、柴油、燃料油等产品。这些组分在裂解温度下，其化学热力学状态很不稳定。在高温区停留时间越长，二次反应就越多，而烯烃收率就越低。为了提高裂解反应目的产物的收率，通常采用急冷换热器来对生成的裂解气迅速冷却，防止二次反应的发生，并回收裂解气的热量而副产高位能的高压蒸汽。

申请人目前使用的急冷换热器包括入口管箱、前管板、壳体、多条换热管、支撑板、后管板和出口管箱，壳体呈筒状且横向布置，前管板和后管板分别固定于壳体的两端部，从而围成壳程空间；入口管箱固定于前管板且两者共同围成前管程空间，出口管箱固定于后管板且两者共同围成后管程空间；多条换热管的两端部分别固定于前管板和后管板，且分别连通至前管程空间和后管程空间，支撑板固定于换热管的位于壳程空间的节段。壳体的正底部设有进口接头，壳体的正顶部设有出口接头。使用时，高温化工物质从前管程空间进入，经由换热管从后管程空间流出，冷却介质从进口接头进入壳程空间后通过换热管的侧壁与高温化工物质换热，液态的冷却介质受热汽化呈气泡从出口接头排出。

高温化工物质从入口管箱进入换热管后，就能通过换热管侧壁与壳程空间中冷却介质进行热交换，而申请人发现高温化工物质进入换热管后，换热管管壁与前管板之间存在较大导热，使得前管板温度较高，前管板的内侧壁与冷却介质直接接触进行热交换，冷却介质由液态相变为气态，形成的大量气泡向上游走。另外，换热管的靠近前管板的位置，高温化工物质与冷却介质热交换也较为激烈，冷却介质汽化形成的气泡多，形成的部分气泡向上游走趋于从出口接头排出。由于换热器整体强度标准要求，现有的出口接头都必须距离前管板有足够大的距离，这就导致了前管板的内壁顶部与壳体内顶壁之间形成气泡无法排出的封闭区，大量的气泡在此处积聚，气泡的产生和破裂会产生汽蚀，气泡长得越大，破裂上升的时候汽蚀越厉害。这样对该封闭区的损伤较大。而且气泡覆盖换热管和前管板，会使得其不能充分浸润冷却介质，换热效果差。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本实用新型提供一种能够避免气泡在前管板内壁顶部聚集，减少汽蚀的保护管板的相变式急冷换热器。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

提供一种保护管板的相变式急冷换热器，包括入口管箱、前管板、壳体、多条换热管、支撑板、后管板和出口管箱，壳体呈筒状且横向布置，前管板和后管板分别固定于壳体的两端部，从而围成壳程空间，壳体的底部和顶部分别设有连通壳程空间的进口接头和出口接头；入口管箱固定于前管板且两者共同围成前管程空间，出口管箱固定于后管板且两者共同围成后管程空间；多条换热管的两端部分别固定于前管板和后管板，且分别连通至前管程空间和后管程空间；支撑板固定于换热管的位于壳程空间的节段；壳体顶部的位于前换热管旁侧的位置设有连通壳程空间的排气孔，排气孔的直径比出口接头的直径小。

优选的，排气孔与出口接头在平行壳体轴向的纵截面错开布置。

优选的，排气孔位于壳体的正顶部位置，出口接头位于壳体的偏离正顶部位置。