專(zhuān)利名稱(chēng)：大管徑套管式急冷換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油化工烴類(lèi)管式裂解爐中配套的急冷換熱設(shè)備。
烴類(lèi)在管式裂解爐中進(jìn)行熱裂解反應(yīng)，產(chǎn)生的高溫裂解氣的溫度可高達(dá)800～900℃，為了生產(chǎn)工藝要求和有效回收熱量，普遍采用急冷換熱的方法，獲得高溫、高壓水蒸汽(壓力約為11～12MPa，溫度約為320～326℃)。國(guó)內(nèi)外在管式裂解爐中使用的急冷換熱器，常用的有美國(guó)魯姆斯(Lummus)公司的裂解爐中配套使用的急冷換熱器是雙套管式急冷換熱器，日本三菱公司的倒梯臺(tái)型裂解爐中配套使用的急冷換熱器是半螺旋管式急冷換熱器，美國(guó)斯東－惠勃斯特(S.W)公司的W型裂解爐中配套使用的急冷換熱器是套管式急冷換熱器，日本日立——西拉.斯裂解爐中配套使用的急冷換熱器是U型管式急冷換熱器。
以上所述的四種急冷換熱器，用于烴類(lèi)管式裂解爐都有明顯的缺點(diǎn)，雙套管式急冷換熱器和半螺旋管式急冷換熱器，是屬一次急冷技術(shù)，不能廣泛地適用于多種裂解原料烴的裂解技術(shù)，故回收的蒸汽量沒(méi)有二次急冷技術(shù)的多，且結(jié)焦周期短，經(jīng)常需要停爐清焦，影響了乙烯的產(chǎn)量。U型套管式急冷換熱器的U型管長(zhǎng)度很長(zhǎng)(約28米)，裂解氣在管內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，易結(jié)焦，清焦又不方便，縮短了清焦的周期。套管式急冷換熱器的裂解氣進(jìn)出口，沒(méi)有法蘭結(jié)構(gòu)，所以給清焦和檢修帶來(lái)諸多不便，且對(duì)清焦情況不清楚，需要經(jīng)常清焦，另外，進(jìn)口處的內(nèi)管外壁易形成膜狀沸騰，會(huì)造成管壁溫度過(guò)高，影響內(nèi)管的使用壽命。
本實(shí)用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種能承受結(jié)焦能力大、清焦周期長(zhǎng)，可以與裂解爐拆開(kāi)分離后，進(jìn)行機(jī)械清焦的新型的大管徑套管式急冷換熱器。
本實(shí)用新型的任務(wù)是這樣實(shí)現(xiàn)的該換熱器由同軸的二個(gè)直徑不同的管狀圓柱體，即內(nèi)管和外套管組成。內(nèi)管采用大直徑(其口徑為φ108～φ133毫米)，管長(zhǎng)為8～16米；根據(jù)工藝要求，外套管和內(nèi)管之間的具有一定范圍的環(huán)隙。外套管上設(shè)有循環(huán)水入口和高溫、高壓水蒸汽出口、保護(hù)蒸汽進(jìn)口。為了強(qiáng)化傳熱，在內(nèi)管上部外表面上加工出來(lái)福線，其長(zhǎng)度約300～1200毫米。為了便于清焦和檢修，在換熱器的兩端設(shè)有高頸法蘭結(jié)構(gòu)。為了保護(hù)內(nèi)管，增加耐熱沖擊性能，在換熱器的進(jìn)口處設(shè)置了保護(hù)套管。根據(jù)生產(chǎn)能力可設(shè)計(jì)，制造相應(yīng)的系列產(chǎn)品，材料可選用高強(qiáng)度耐熱鋼。


圖1是大管徑套管式急冷換熱器結(jié)構(gòu)示意圖。圖中(1)法蘭連接段，(2)進(jìn)口保護(hù)管，(3)入口高頸法蘭，(4)保護(hù)蒸汽進(jìn)口管段，(5)氮?dú)馊肟诠芏危?6)內(nèi)管，(7)外套管，(8)出口高頸法蘭，(9)高溫、高壓蒸汽出口管段，(10)循環(huán)水入口管段。(a)裂解氣進(jìn)口，(b)裂解氣出口，(C)循環(huán)水入口，(d)高溫、高壓水蒸汽出口，(e)保護(hù)蒸汽進(jìn)口，(f)氮?dú)馊肟凇?br> 圖2為內(nèi)管及管外壁上來(lái)福線示意圖。圖中L為來(lái)福線長(zhǎng)度，L1為來(lái)福線起點(diǎn)距內(nèi)管二端的距離L1。
本實(shí)用新型結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳述如下該急冷換熱器的內(nèi)管(6)和外套管(7)為同軸的管狀圓柱體，出口高頸法蘭(8)的一端(不是法蘭的一端)加工出與內(nèi)管(6)、外套管(7)相銜接的尺寸及一定深度的和內(nèi)管(6)、外套管(7)相等的環(huán)隙直徑；出口高頸法蘭與內(nèi)管(6)和外套管(7)的連接，采用焊接。法蘭連接段(1)的一端加工出與內(nèi)管(6)、外套管(7)相銜接的尺寸及一定深度的和內(nèi)管(6)及外套管(7)相等的環(huán)隙直徑；法蘭連接段(1)與內(nèi)管(6)和外套管(7)的連接，采用焊接。法蘭連接段(1)的另一端加工出與入口高頸法蘭(3)相銜接的尺寸，并加工出一定深度的內(nèi)凹槽；法蘭連接段(1)與入口高頸法蘭(3)的連接，采用焊接。在法蘭連接段(1)的外側(cè)設(shè)置循環(huán)水入口管段(10)。在出口高頸法蘭的一端外側(cè)設(shè)置高溫、高壓水蒸汽出口管段(9)。在法蘭連接段(1)的上部側(cè)面設(shè)置保護(hù)蒸汽入口管段(4)；在法蘭連接段(1)的下部側(cè)面環(huán)隙的上部設(shè)置該換熱器在加工制造完成后，經(jīng)過(guò)酸洗、清洗之后通入氮?dú)獾牡獨(dú)馊肟诙?5)。
本實(shí)用新型的工作情況是這樣的溫度為336℃，壓力為12.4MPa的飽和循環(huán)水，從循環(huán)水入口(C)進(jìn)入，經(jīng)內(nèi)管(6)和外套管(7)之間的環(huán)隙，被從裂解氣進(jìn)口(a)進(jìn)來(lái)的860℃高溫裂解氣，通過(guò)內(nèi)管(6)管壁傳熱而汽化，汽化了的過(guò)熱蒸汽溫度為336℃，壓力為12.4MPa，從高溫、高壓水蒸汽出口(d)出去；而經(jīng)過(guò)熱量交換后的溫度為625℃左右的裂解氣從裂解氣出口(b)離去。當(dāng)860℃的裂解氣體從裂解氣進(jìn)口(a)進(jìn)入前，低壓的保護(hù)蒸汽就從保護(hù)蒸汽進(jìn)口(e)進(jìn)入，對(duì)入口高頸法蘭(3)和連接法蘭段(1)的材質(zhì)進(jìn)行保護(hù)，以免受高溫的沖擊。
本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)1、延長(zhǎng)了清焦周期。重質(zhì)油裂解時(shí)，清焦周期為40～60天。輕質(zhì)油裂解時(shí)，清焦周期為50～90天。
2、強(qiáng)化了傳熱，保護(hù)了內(nèi)管，提高蒸汽產(chǎn)率10％。
3、清焦和檢修方便。機(jī)械清焦和檢修時(shí)可與裂解爐分離。
4、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，費(fèi)用低。
權(quán)利要求1.一種與管式裂解爐配套使用的大管徑套管式急冷換熱器，其特征在于內(nèi)管(6)和外套管(7)為同軸的管狀圓柱體；內(nèi)管(6)和外套管(7)的上端和法蘭連接段(1)相連接；法蘭連接段(1)上端和入口高頸法蘭(3)相連接；出口高頸法蘭(8)與內(nèi)管(6)和外套管(7)的下端相連接；在環(huán)隙上下端設(shè)置循環(huán)水入口管段(10)和高溫、高壓水蒸汽出口管段(9)；在入口高頻法蘭(3)內(nèi)增設(shè)進(jìn)口保護(hù)管(2)；在入口高頸法蘭(3)的內(nèi)凹槽底部，入口高頸法蘭(3)的下部外側(cè)設(shè)置保護(hù)蒸汽進(jìn)口段(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于內(nèi)管(6)的管徑為φ108～φ133毫米，優(yōu)選范圍為φ110～φ127毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的換熱器，其特征在于在內(nèi)管(6)的外壁距內(nèi)管(6)上端距離L1＝20～100毫米處設(shè)有來(lái)福線，來(lái)福線的長(zhǎng)度L為300～1200毫米，優(yōu)先范圍L為350～1000毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于在換熱器的上部(進(jìn)口處)設(shè)置進(jìn)口保護(hù)管(2)，其長(zhǎng)度為250～750毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的換熱器，其特征在于進(jìn)口保護(hù)管(2)的外徑與內(nèi)管(6)的內(nèi)徑之間環(huán)隙為0.5～2毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征在于換熱器的進(jìn)口和出口處設(shè)有法蘭結(jié)構(gòu)。
專(zhuān)利摘要一種與管式裂解爐配套使用的大管徑套管式急冷換熱器。進(jìn)口處設(shè)有保護(hù)套管，增加了換熱器的耐熱沖擊性能；內(nèi)管外壁設(shè)有來(lái)福線，強(qiáng)化了傳熱效果；換熱器的進(jìn)口和出口設(shè)有法蘭結(jié)構(gòu)，便于檢修和清焦；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，費(fèi)用低。
文檔編號(hào)F28D7/10GK2081075SQ9022226
公開(kāi)日1991年7月17日 申請(qǐng)日期1990年10月18日 優(yōu)先權(quán)日1990年10月18日
發(fā)明者孫源, 楊德芝, 鄭生明, 錢(qián)峰學(xué), 朱天爵, 汪樹(shù)華, 金國(guó)強(qiáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工總公司, 國(guó)家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院, 上海高橋石油化工公司化工廠