專利名稱：肋片管及肋片管外取熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
肋片管及肋片管外取熱器技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及熱交換技術(shù)領(lǐng)域的一種肋片管，以及一種肋片管外取熱器。
背景技術(shù)：
[0002]在催化裂化工業(yè)裝置中，催化劑在反應(yīng)器和再生器之間循環(huán)；失活的催化劑在再生器中燒焦再生，再生后的催化劑循環(huán)回反應(yīng)器。典型的如重油催化裂化裝置。催化劑在再生器中的燒焦反應(yīng)要放出大量的熱量，當(dāng)該熱量超過了催化反應(yīng)所需要的熱量時，就需要設(shè)置外取熱器來吸收這部分過量的熱量，保證工藝操作的平穩(wěn)進(jìn)行。同時，外取熱器也利用這部分過剩熱量發(fā)生蒸汽，成為催化裂化裝置中的一項(xiàng)重要節(jié)能措施。外取熱器由于取熱量大、操作靈便，在工業(yè)上的應(yīng)用十分廣泛。[0003]現(xiàn)有的外取熱器有多種型式，翅片管(也稱肋片管)外取熱器是其中的一種類型。 如中國專利ZL200820070111，該專利技術(shù)公開了一種翅片管以及翅片管外取熱器，翅片管由基管和設(shè)于基管外表面上、與基管的外表面相垂直并縱向設(shè)置的翅片組成。翅片為通長翅片；兩端為低翅片，高度為18 24毫米，中間部分為高翅片，高度為28 30毫米。相鄰兩個翅片的兩端在基管的軸向上錯開布置。翅片管外取熱器內(nèi)設(shè)置的套管式翅片傳熱管， 其蒸汽套管的翅片管段采用上述結(jié)構(gòu)的肋片管。國內(nèi)一些煉油廠使用的一種肋片管外取熱器，包括一個垂直設(shè)置的圓筒形殼體， 殼體內(nèi)垂直設(shè)置有多根套管式肋片取熱管。每一根套管式肋片取熱管為封閉式結(jié)構(gòu)，主要由給水管和繞給水管的外表面設(shè)置的汽水混合物套管組成。每根套管式取熱管是一個獨(dú)立的傳熱元件，構(gòu)成一個具有獨(dú)立的水-汽回路的傳熱單元。汽水混合物套管分為肋片管段和光管段，肋片管段基管的外表面密布著縱向設(shè)置的通長肋片，各肋片與基管外表面相垂直，采用錯開布置型式。這種套管式肋片取熱管以及采用這種套管式肋片取熱管的肋片管外取熱器的優(yōu)點(diǎn)是，一個單元的套管式肋片取熱管出了問題，不影響整臺外取熱器的使用； 通長肋片的型式還能保證外取熱器在工作是具有足夠的取熱面積。存在的主要問題是此型式肋片管外取熱器用于催化裂化裝置時催化劑流動過程中出現(xiàn)沿縱向通長肋片的爬壁現(xiàn)象，影響取熱管傳熱的效果。實(shí)用新型內(nèi)容[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種肋片管及肋片管外取熱器，以解決現(xiàn)有套管式肋片取熱管采用縱向通長肋片的肋片管外取熱器用于催化裂化裝置時催化劑流動過程中沿縱向長肋片的爬壁現(xiàn)象，并因此降低取熱管傳熱效果等問題。[0006]本實(shí)用新型提供一種肋片管，由基管和設(shè)于基管外表面上、與基管的外表面相垂直并縱向設(shè)置的肋片組成，其特征在于肋片為通長肋片，即每片肋片的總長度均與肋片管的長度基本相同，兩端為低肋片，高度h為18 24毫米，中間部分為高肋片，高度H為28 30毫米，相鄰兩個肋片兩端在基管的軸向上錯開布置，肋片上開有小孔，小孔直徑Φ為肋片高的1/4 1/3，小孔間距P為孔徑的10 15倍，小孔中心與肋片頂部的距離L為肋高的 30% 40%。[0007]所述肋片管的低肋片的長度M為300 400毫米。[0008]所述肋片管中相鄰兩個肋片兩端的錯開長度b為50 100毫米。[0009]所述肋片管中相鄰兩個肋片之間的距離為15 20毫米，肋片的厚度為6 8毫米。[0010]本實(shí)用新型還提供一種肋片管外取熱器，包括一個垂直設(shè)置的圓筒形殼體，殼體內(nèi)垂直設(shè)置有至少一根套管式肋片取熱管，每一根套管式肋片取熱管為封閉式結(jié)構(gòu)，由給水管和繞給水管的外表面設(shè)置的汽水混合物套管組成，構(gòu)成一個具有獨(dú)立的水-汽回路的傳熱單元，汽水混合物套管分為肋片管段和光管段，其特征在于汽水混合物套管的肋片管段為上述結(jié)構(gòu)所述的肋片管。[0011]所述給水管下口距汽水混合物套管底封頭內(nèi)底的高度為給水管管徑的1. O 1. 5倍。[0012]所述套管式肋片取熱管距殼體器壁的凈距離為45 IOOmm ;相鄰兩根套管式肋片取熱管之間的距離為45 100mm。[0013]本實(shí)用新型的肋片管以及肋片管外取熱器與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的有益效果破壞催化劑流動過程沿縱向通長肋片的穩(wěn)定的層流狀態(tài)，減少催 化劑流動過程中沿縱向通長肋片的爬壁現(xiàn)象，使催化劑流動形成紊流，強(qiáng)化傳熱。[0014]
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。但附圖和具體實(shí)施方式
并不限制本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍。


[0015]圖[0016]圖[0017]圖[0018]圖[0019]圖具體實(shí)施方式
[0020]參見圖1和圖2，本實(shí)用新型的肋片管，由基管10和設(shè)于基管外表面上、與基管的外表面相垂直并縱向設(shè)置的肋片11組成，肋片11焊接于基管10的外表面上。肋片11縱向設(shè)置，是指其長度方向沿基管10軸心線的方向設(shè)置。肋片11為通長肋片，即每片肋片的總長度均與肋片管的長度基本相同，兩端為低肋片112，高度h為18 24毫米，長度M為 300 400毫米，中間部分為高肋片111，高度H為28 30毫米，相鄰兩個肋片兩端在基管的軸向上錯開布置，錯開長度b為50 100毫米，肋片厚度為6 8毫米，相鄰兩個肋片11 之間的距離為15 20毫米。肋片上開有直徑為肋片高1/4 1/3的小孔，小孔間距為孔徑的10 15倍，小孔中心與肋片頂部的距離為肋片高的30% 40%。[0021]本實(shí)用新型肋片管上肋片11的個數(shù)以及肋片11的總長度，按傳熱需要進(jìn)行計算而確定。肋片管采用常用的材料和方法進(jìn)行制造。[0022]參見圖3所示采用上述本實(shí)用新型肋片管的套管式肋片取熱管。套管式肋片取熱管5由給水管I和繞給水管I的外表面設(shè)置的汽水混合物套管4組成，給水管I的外表面 與汽水混合物套管4的內(nèi)表面之間形成供水-汽流動的環(huán)形空間。給水管I為光管；汽水 混合物套管4分為肋片管段和光管段兩個管段，其中的肋片管段為上述本實(shí)用新型的肋片 管。如圖3所示，套管式肋片取熱管的給水管I的頂部設(shè)有入水口 101，給水管I的底部設(shè) 有出水口 102，出水口 102位于汽水混合物套管4之內(nèi)的下部。汽水混合物套管4的上部設(shè) 有汽水混合物出口 12，汽水混合物套管4的頂部與給水管I的外壁之間為封閉式結(jié)構(gòu)。汽 水混合物套管4的底部設(shè)有限位管13。使用過程中，水由給水管I頂部的入水口 101通入 給水管I并在給水管I內(nèi)向下流動，再由給水管I底部出水口 102流出，進(jìn)入給水管I外表 面與汽水混合物套管4的內(nèi)表面之間環(huán)形空間向上流動，并吸取放熱介質(zhì)(例如高溫催化 劑)放出的熱量，生成的汽水混合物由汽水混合物套管4上部的汽水混合物出口 12流出。 由以上說明可知，圖3所示的套管式肋片取熱管5為封閉式結(jié)構(gòu)，其自身構(gòu)成一個具有獨(dú)立 的水一汽回路的傳熱單元。圖3所示的套管式肋片取熱管5主要是其汽水混合物套管4的 肋片管段采用了本實(shí)用新型的肋片管，其余的結(jié)構(gòu)和使用過程與現(xiàn)有的肋片管段采用縱向 通長肋片管的套管式肋片取熱管基本相同。[0023]所述套管式肋片取熱管中的給水管I下口距汽水混合物套管4底封頭內(nèi)底的高度 hi為給水管I管徑d的1. O 1. 5倍。[0024]圖4和圖5所示，是本實(shí)用新型的肋片管外取熱器(簡稱為外取熱器)。它包括 一個垂直設(shè)置的圓筒形殼體202，殼體202的頂部設(shè)有封頭201。殼體202內(nèi)垂直設(shè)置有多 根套管式肋片取熱管5，套管式肋片取熱管5的下方設(shè)有導(dǎo)向支架6。套管式肋片取熱管5 采用如圖3所示型式，參見圖3以及相關(guān)的文字說明。套管式肋片取熱管5至少設(shè)置一根。 每根套管式肋片取熱管5的一端固定在封頭201上，另一端將限位管13插入導(dǎo)向支架6的 限位孔內(nèi)，由導(dǎo)向支架6限位，可自由伸縮。殼體202上設(shè)有催化劑進(jìn)口 8、催化劑出口 9和 脫氣口 3，殼體202內(nèi)的下部、導(dǎo)向支架6的下方設(shè)有流化風(fēng)分布器7。殼體202和封頭201 的內(nèi)壁有耐高溫的隔熱耐磨襯里。如圖4所示，每根套管式肋片取熱管5的汽水混合物套 管4，在催化劑進(jìn)口管8的下方為肋片管段，在催化劑進(jìn)口管8上方為光管段。[0025]套管式肋片取熱管距殼體202器壁的凈距離SI為45 IOOmm ;相鄰兩根套管式 肋片取熱管之間的距離S2為45 100mm。[0026]圖4所示的外取熱器用作重油催化裂化裝置(簡稱催化裂化裝置)外取熱器的操 作過程如下從催化裂化裝置再生器來的高溫催化劑從催化劑進(jìn)口管8進(jìn)入外取熱器，在 外取熱器內(nèi)形成一段密相催化劑床層。流化風(fēng)空氣通過流化風(fēng)分布器7進(jìn)入催化劑床層， 使催化劑處于流化狀態(tài)，以增強(qiáng)高溫催化劑對套管式肋片取熱管5的放熱作用。放熱冷卻 后的催化劑通過催化劑出口管9排入催化裂化裝置再生器，從而完成催化劑在外取熱器中 的冷卻循環(huán)過程。流化催化劑中所夾帶的煙氣經(jīng)脫氣口3排回再生器中。由每根套管式肋 片取熱管5給水管I頂部的入水口通入水，水在套管式肋片取熱管5中流動，并吸取高溫催 化劑放出的熱量而生成汽水混合物；汽水混合物由汽水混合物套管4上部的汽水混合物出 口 12流出。在上述操作過程中，每根套管式肋片取熱管5各自構(gòu)成一個具有獨(dú)立的水-汽 回路的傳熱單元。高溫催化劑從催化裂化裝置再生器帶出的過剩熱量，就這樣通過套管式 肋片取熱管5產(chǎn)生的汽水混合物被不斷地取走。上述套管式肋片取熱管5的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和工 作過程，參見對圖3的說明。圖4所示的外取熱器，主要是采用了如圖3所示的套管式肋片取熱管5，而該套管式肋片取熱管5的汽水混合物套管4的肋片管段采用的是本實(shí)用新型的 肋片管。圖4所示外取熱器其余結(jié)構(gòu)和用于催化裂化裝置的取熱操作過程，與現(xiàn)有的設(shè)置 套管式肋片取熱管的肋片管外取熱器基本相同。[0027]以上結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明。本實(shí)用新型圖1 至圖5中，相同附圖標(biāo)記表示相同的技術(shù)特征。在圖3和圖4中，未注明附圖標(biāo)記的箭頭表 示水、汽水混合物、流化風(fēng)、煙氣或催化劑的流動方向。[0028]本實(shí)用新型的外取熱器，主要用于石油加工行業(yè)的重油催化裂化裝置，以及與其 工藝過程類似的其它催化裂化裝置，例如MTO(甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴)裝置、HCC(重油直接裂解 制烯烴)裝置；還可以應(yīng)用于具有相似要求的其它熱傳遞場所。本實(shí)用新型的肋片管可以 作為獨(dú)立的傳熱元件使用，例如用于與本使用新型外取熱器工況類似的換熱器中。而采用 本實(shí)用新型肋片管的套管式肋片取熱管，則可用于上述催化轉(zhuǎn)化裝置的外取熱器或內(nèi)取熱 器中，或是用于類似工況的列管式鍋爐上。
權(quán)利要求1.一種肋片管，由基管(10)和設(shè)于基管外表面上、與基管的外表面相垂直并縱向設(shè)置的肋片(11)組成，其特征在于肋片(11)為通長肋片，即每片肋片的總長度均與肋片管的長度基本相同，兩端為低肋片(112)，高度h為18 24毫米，中間部分為高肋片(111)，高度H為28 30毫米，相鄰兩個肋片(11)兩端在基管(10)的軸向上錯開布置，肋片上開有小孔⑵，小孔⑵直徑O為肋片(11)高的1/4 1/3，小孔⑵間距p為孔徑的10 15倍，小孔(2)中心與肋片(11)頂部的距離L為肋高的30% 40%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肋片管，其特征在于所述低肋片(112)的長度M為300 400毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肋片管，其特征在于所述相鄰兩個肋片(11)兩端的錯開長度b為50 100毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的肋片管，其特征在于所述相鄰兩個肋片(11)之間的距離為15 20毫米，肋片(11)的厚度為6 8毫米。
5.一種肋片管外取熱器，包括一個垂直設(shè)置的圓筒形殼體(202),殼體(202)內(nèi)垂直設(shè)置有至少一根套管式肋片取熱管(5)，每一根套管式肋片取熱管(5)為封閉式結(jié)構(gòu)，由給水管(I)和繞給水管(I)的外表面設(shè)置的汽水混合物套管(4)組成，構(gòu)成一個具有獨(dú)立的水-汽回路的傳熱單元，汽水混合物套管(4)分為肋片管段和光管段，其特征在于汽水混合物套管(4)的肋片管段為權(quán)利要求1所述的肋片管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的肋片管外取熱器，其特征在于所述給水管(I)下口距汽水混合物套管⑷底封頭內(nèi)底的高度hi為給水管⑴管徑d的1. 0 1. 5倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的肋片管外取熱器，其特征在于所述套管式肋片取熱管(5)距殼體(202)器壁的凈距離SI為45 80mm，相鄰兩根套管式肋片取熱管(5)之間的距離S2 為 45 80mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種肋片管以及肋片管外取熱器，以解決現(xiàn)有套管式肋片取熱管催化劑流動過程中沿縱向肋片的爬壁現(xiàn)象，并因此降低取熱管傳熱效果等問題。肋片管由基管(10)和設(shè)于基管外表面上、與基管的外表面相垂直并縱向設(shè)置的肋片(11)組成。肋片為通長肋片，兩端為低肋片(112)，中間部分為高肋片(111)，相鄰兩個肋片(11)兩端在基管(10)的軸向上錯開布置。肋片上開有直徑為肋片(11)高度1/4～1/3的小孔(2)，小孔(2)間距為孔徑10～15倍，小孔(2)中心與肋片頂部的距離為肋高的30％～40％。肋片管外取熱器內(nèi)設(shè)置的套管式肋片取熱管，其取熱管采用上述結(jié)構(gòu)的肋片管。本實(shí)用新型可用于石油加工行業(yè)的重油催化裂化裝置等。
文檔編號F28F13/04GK202853448SQ20122034267
公開日2013年4月3日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者汪紅, 張麗, 趙合俊, 焦鳳岐, 張立新, 顧月章 申請人:中國石油化工集團(tuán)公司, 中石化洛陽工程有限公司