CN108709437B - 污氮加热器管箱结构及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种污氮加热器管箱结构及使用方法，包括管箱壳体和管板，所述管箱壳体内从上往下依次横向设有第一分程隔板、第二分程隔板、第三分程隔板和第一隔板，所述第一分程隔板、第二分程隔板、第三分程隔板、第一隔板和第二隔板将三个U型管束分为六个流程。本发明有效地避免过冷水与蒸汽接触，避免“水锤”现象的出现，使得以往至少需要两台设备才能完成的饱和蒸汽到过冷水的换热，在这一台设备中实现，有效地提高了污氮加热器的性能，使成本大大降低。
Description
技术领域
本发明涉及换热设备技术领域，具体涉及一种污氮加热器管箱结构及使用方法。
背景技术
污氮加热器是空分设备中应用非常广泛的设备，主要是利用蒸汽放出的热量来加热污氮气，从而对分子筛进行加温活化。污氮加热器性能的优劣直接影响到分子筛是否正常工作，从而对整套空分设备的正常运行产生非常重要的作用。
污氮加热器现场工艺要求186.10℃饱和蒸汽进，120℃过冷水出。常规设计的污氮加热器管箱为单管束设计，分程隔板将单管束分程第一流程和第二流程，会存在“水锤”的风险，即过冷水与蒸汽相遇，导致压力急剧变化，从而破坏管头和换热管。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种污氮加热器管箱结构及使用方法，有效地避免过冷水与蒸汽接触，避免“水锤”现象的出现，使得以往至少需要两台设备才能完成的饱和蒸汽到过冷水的换热，在这一台设备中实现，有效地提高了污氮加热器的性能，使成本大大降低。
本发明的目的是这样实现的：
一种污氮加热器管箱结构，包括管箱壳体和管板，所述管箱壳体内从上往下依次横向设有第一分程隔板、第二分程隔板、第三分程隔板和第一隔板，所述第二分程隔板和第三分程隔板之间纵向设有第二隔板，所述第二隔板上均布有小孔，所述第二分程隔板一端与第二隔板上端连接，所述第三分程隔板一端与第二隔板中端连接，所述第二隔板下端与第一隔板连接，所述管板上设有三个U型管束，所述第一分程隔板、第二分程隔板、第三分程隔板、第一隔板和第二隔板将三个U型管束分为六个流程。
优选的，所述第一分程隔板上端为第一流程，所述第一分程隔板与第二分程隔板之间为第二流程，所述第二隔板将第二分程隔板与第三分程隔板之间分为第三流程和第四流程，所述第二隔板将第三分程隔板与第一隔板之间分为第五流程和第六流程，所述第四流程和第五流程位于第二隔板的一侧，所述第二分程隔板位于第二流程与第四流程之间。
优选的，所述第二分程隔板与第一隔板之间设有半圆管。
优选的，所述第二分程隔板下方的第一隔板上设有平衡管。
优选的，所述第三分程隔板的下端面设有防蒸汽溢流板。
优选的，所述第三分程隔板与第一隔板之间设有防饱和水溢流板，所述防饱和水溢流板位于第六流程的出口处。
优选的，所述管箱壳体对应第一分程隔板下方、第二分程隔板下方和第三分程隔板下方依次设置第一不凝性气体排出口、第二不凝性气体排出口和第三不凝性气体排出口。
优选的，所述U型管束包括第一管束、第二管束和第三管束，所述第一分程隔板将第一管束分成第一流程和第二流程，所述第二隔板将第二管束分成第三流程和第四流程，所述第二隔板将第三管束分成第五流程和第六流程。
一种污氮加热器管箱的使用方法，采用上述结构，其使用步骤如下：
步骤一、饱和蒸汽从蒸汽进口接管进入第一管束的第一流程，与污氮热交换后，降温后的饱和蒸汽和部分饱和水从第二流程出，此时利用第二隔板上所开的小孔，将饱和水排入至第五流程；
步骤二、降温后的饱和蒸汽进入第二管束的第三流程，再次降温后的饱和水从第四流程出；
步骤三、再次降温后的饱和水进入第三管束的第五流程，过冷水从第六流程出。
本发明的有益效果是：
本发明有效地避免过冷水与蒸汽接触，避免“水锤”现象的出现，使得以往至少需要两台设备才能完成的饱和蒸汽到过冷水的换热，在这一台设备中实现，有效地提高了污氮加热器的性能，使成本大大降低。
附图说明
图1为现有技术的管箱结构示意图。
图2为图1的左视图。
图3为图1的单管束剖视图。
图4为本发明的管箱结构示意图。
图5为图4的左视图。
图6为本发明的管束剖视图。
图7为图4的C-C剖视图。
图8为图4的D-D剖视图。
其中：管箱壳体1；管箱法兰2；蒸汽进口接管3；凝水出口接管4；分程隔板5；第一分程隔板5.1；第二分程隔板5.2；第三分程隔板5.3；第一隔板6；第二隔板7；半圆管8；平衡管9；防蒸汽溢流板10；第一流程11；第二流程12；第三流程13；第四流程14；第五流程15；第六流程16；防饱和水溢流板17；第一不凝性气体排出口18；第二不凝性气体排出口19；第三不凝性气体排出口20；防涡流挡板21；第一管束22；第二管束23；第三管束24。
具体实施方式
参见图4-图8，本发明涉及一种污氮加热器管箱结构，包括管箱壳体1，所述管箱壳体1上端设有蒸汽进口接管3，下端设有凝水出口接管4，左右两端设有管箱法兰2，所述管箱法兰2与管板连接，所述管板上设有管板隔板，所述管板隔板防止管板上的各个管束振动。所述管箱壳体1内从上往下依次横向设有第一分程隔板5.1、第二分程隔板5.2、第三分程隔板5.3和第一隔板6，所述第二分程隔板5.2和第三分程隔板5.3之间纵向设有第二隔板7，所述第二隔板7上均布有小孔，所述第二分程隔板5.2一端与第二隔板7上端连接，所述第三分程隔板5.3一端与第二隔板7中端连接，所述第二隔板下端与第一隔板6连接，所述管板上设有三个U型管束，所述第一分程隔板5.1、第二分程隔板5.2、第三分程隔板5.3、第一隔板6和第二隔板7将三个U型管束分为六个流程。所述热交换过程在一台设备中实现，并且可以有效地避免“水锤”现象的出现。
所述第一分程隔板5.1上端为第一流程11，所述第一分程隔板5.1与第二分程隔板5.2之间为第二流程12，所述第二隔板7将第二分程隔板5.2与第三分程隔板5.3之间分为第三流程13和第四流程14，所述第二隔板7将第三分程隔板5.3与第一隔板6之间分为第五流程15和第六流程16，所述第四流程14和第五流程15位于第二隔板7的一侧，所述第二分程隔板5.2位于第二流程12与第四流程14之间。
所述管箱壳体1内还设有防涡流挡板21，所述防涡流挡板21与凝水出口接管4对应设置。
所述第二分程隔板5.2与第一隔板6之间设有半圆管8。所述半圆管8与第二隔板7上的小孔相通，所述半圆管8的半圆弧底部设有出口，起到沉降冷凝作用，防止未冷凝的蒸汽进入第五流程换热管内。
所述第二分程隔板5.2下方的第一隔板6上设有平衡管9。消除压差，防止第四流程14出口处未冷凝的蒸汽涌入第五流程15换热管内。
所述第三分程隔板5.3的下端面设有防蒸汽溢流板10。进一步防止蒸汽与过冷水的接触。
所述第三分程隔板5.3与第一隔板6之间设有防饱和水溢流板17，所述防饱和水溢流板17位于第六流程16的出口处。保证第五、六流程换热管内满液。
所述管箱壳体1对应第一分程隔板5.1下方、第二分程隔板5.2下方和第三分程隔板5.3下方依次设置第一不凝性气体排出口18、第二不凝性气体排出口19和第三不凝性气体排出口20。防止每一个管束的出口处有不凝性气体产生。
所述U型管束包括第一管束22、第二管束23和第三管束24，所述第一分程隔板5.1将第一管束22分成第一流程11和第二流程12，所述第二隔板7将第二管束23分成第三流程13和第四流程14，所述第二隔板7将第三管束24分成第五流程15和第六流程16。
所述第一分程隔板5.1、第二分程隔板5.2和第三分程隔板5.3均为可伸缩型，防止温度的急剧变化引起的热胀冷缩。
一种污氮加热器管箱的使用方法，采用上述结构，其使用步骤如下：
步骤一、186.10℃的饱和蒸汽从蒸汽进口接管3进入第一管束22的第一流程11，与污氮热交换后，185.69℃的饱和蒸汽和部分饱和水从第二流程12出，此时利用第二隔板7上所开的小孔，将饱和水排入至第五流程15；
步骤二、185.69℃的饱和蒸汽进入第二管束23的第三流程13，185.34℃饱和水从第四流程14出；
步骤三、185.34℃饱和水进入第三管束24的第五流程15，120℃过冷水从第六流程16出。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种污氮加热器管箱结构，其特征在于：包括管箱壳体（1）和管板，所述管箱壳体（1）内从上往下依次横向设有第一分程隔板（5.1）、第二分程隔板（5.2）、第三分程隔板（5.3）和第一隔板（6），所述第二分程隔板（5.2）和第三分程隔板（5.3）之间纵向设有第二隔板（7），所述第二隔板（7）上均布有小孔，所述第二分程隔板（5.2）一端与第二隔板（7）上端连接，所述第三分程隔板（5.3）一端与第二隔板（7）中端连接，所述第二隔板下端与第一隔板（6）连接，所述管板上设有三个U型管束，所述第一分程隔板（5.1）、第二分程隔板（5.2）、第三分程隔板（5.3）、第一隔板（6）和第二隔板（7）将三个U型管束分为六个流程。
2.根据权利要求1所述的一种污氮加热器管箱结构，其特征在于：所述第一分程隔板（5.1）上端为第一流程（11），所述第一分程隔板（5.1）与第二分程隔板（5.2）之间为第二流程（12），所述第二隔板（7）将第二分程隔板（5.2）与第三分程隔板（5.3）之间分为第三流程（13）和第四流程（14），所述第二隔板（7）将第三分程隔板（5.3）与第一隔板（6）之间分为第五流程（15）和第六流程（16），所述第四流程（14）和第五流程（15）位于第二隔板（7）的一侧，所述第二分程隔板（5.2）位于第二流程（12）与第四流程（14）之间。
3.根据权利要求1所述的一种污氮加热器管箱结构，其特征在于：所述第二分程隔板（5.2）与第一隔板（6）之间设有半圆管（8）。
4.根据权利要求1所述的一种污氮加热器管箱结构，其特征在于：所述第二分程隔板（5.2）下方的第一隔板（6）上设有平衡管（9）。
5.根据权利要求1所述的一种污氮加热器管箱结构，其特征在于：所述第三分程隔板（5.3）的下端面设有防蒸汽溢流板（10）。
6.根据权利要求1或2所述的一种污氮加热器管箱结构，其特征在于：所述第三分程隔板（5.3）与第一隔板（6）之间设有防饱和水溢流板（17），所述防饱和水溢流板（17）位于第六流程（16）的出口处。
7.根据权利要求1所述的一种污氮加热器管箱结构，其特征在于：所述管箱壳体（1）对应第一分程隔板（5.1）下方、第二分程隔板（5.2）下方和第三分程隔板（5.3）下方依次设置第一不凝性气体排出口（18）、第二不凝性气体排出口（19）和第三不凝性气体排出口（20）。
8.根据权利要求1或2所述的一种污氮加热器管箱结构，其特征在于：所述U型管束包括第一管束（22）、第二管束（23）和第三管束（24），所述第一分程隔板（5.1）将第一管束（22）分成第一流程（11）和第二流程（12），所述第二隔板（7）将第二管束（23）分成第三流程（13）和第四流程（14），所述第二隔板（7）将第三管束（24）分成第五流程（15）和第六流程（16）。
9.一种污氮加热器管箱的使用方法，其特征在于：采用权利要求1-8之一所述的结构，其使用步骤如下：
步骤一、饱和蒸汽从蒸汽进口接管进入第一管束的第一流程，与污氮热交换后，降温后的饱和蒸汽和部分饱和水从第二流程出，此时利用第二隔板上所开的小孔，将饱和水排入至第五流程；
步骤二、降温后的饱和蒸汽进入第二管束的第三流程，再次降温后的饱和水从第四流程出；
步骤三、再次降温后的饱和水进入第三管束的第五流程，过冷水从第六流程出。
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