CN108917434A - 一种双热源换热器 - Google Patents

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张丽君
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/163—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing
    • F28D7/1638—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing with particular pattern of flow or the heat exchange medium flowing inside the conduits assemblies, e.g. change of flow direction from one conduit assembly to another one
    • F28D7/1646—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing with particular pattern of flow or the heat exchange medium flowing inside the conduits assemblies, e.g. change of flow direction from one conduit assembly to another one with particular pattern of flow of the heat exchange medium flowing outside the conduit assemblies, e.g. change of flow direction
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    • F28D7/06—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits having a single U-bend

Abstract

本发明公开了一种双热源换热器，所述前端管箱通过法兰连接在壳体内，所述后端封头位于壳体的后部，所述分隔隔板包括水平隔板和竖直隔板，所述水平隔板和竖直隔板交叉设置呈十字形支承在前端管箱内，所述管束设置在前端管箱内并由水平隔板分隔为上管程和下管程，所述上管程和下管程通过管板连接在前端管箱上，所述上管程和下管程分别由竖直隔板分隔为上左管程、上右管程、下左管程和下右管程，所述壳体的上部和下部分别设有壳程进出口。本发明的换热器能实现同一壳体内两种加热热源分别运行，互不干涉，且不增加换热器数量及占地面积，尤其适用于塔底重沸器需增加低温热的工况。

Description

一种双热源换热器
技术领域
本发明涉及一种多重介质传热的换热器，尤其涉及的是一种双热源换热器。
背景技术
炼油企业中广泛存在各种低温热资源，且通常都存在热品味不高、热量不足、不稳定等缺点，要求使用低温热的部位必须同时使用其他热源(如蒸汽)作为补充，需要配置两台或更多数量的换热器。而在一些已建成投产的装置，往往没有位置再新增换热器，导致有相当一部分的低温热资源无法得到有效利用，尤其是那些建成时间早、能耗高、位置紧张的老装置，矛盾更为突出。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：能够实现在一个壳体内三种介质的同时传热，提供了一种双热源换热器。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括前端管箱、壳体、管束、后端封头、设置在前端管箱内的分隔隔板，以及分别设置在前端管箱的上管程进口、上管程出口、下管程进口、下管程出口；所述前端管箱通过法兰连接在壳体前部，所述后端封头位于壳体的后部，所述分隔隔板包括水平隔板和竖直隔板，所述水平隔板和竖直隔板交叉设置呈十字形支承在前端管箱内，所述管束设置在前端管箱内并由水平隔板分隔为上管程和下管程，所述上管程和下管程通过管板连接在前端管箱上，所述上管程和下管程分别由竖直隔板分隔为上左管程、上右管程、下左管程和下右管程，所述上管程进口和上管程出口分别连通上左管程和上右管程，所述下管程进口和下管程出口分别连通下左管程和下右管程，所述壳体的上部和下部分别设有壳程进出口。
所述上管程和下管程为U形换热管，所述壳体的后端封头与壳体固定为一体。
所述上管程和下管程为直管换热管，所述壳体的后端封头为可拆卸式，所述后端封头通过法兰连接在壳体的后端。
所述后端封头内设置有用于分隔管程的分程隔板。
所述换热器作为重沸器使用时，壳程物料由壳体下部进料上部出料被加热，下管程内流通温度较低的热源，上管程内流通温度较高的热源。
所述换热器作为冷凝器使用时，壳程物料由壳体上部进料下部出料被冷却，上管程内流通温度较高的冷媒，下管程内流通温度较低的冷媒。
所述换热器作为两壳程的换热器使用时，壳体内设置纵向隔板，所述纵向隔板将壳体分隔为上、下两壳程结构；上管程和下管程内分别流通不同的冷媒或热源，壳程物料选择上进下出或下进上出。物料从上壳程流到下壳程，或从下壳程流到上壳程，可根据具体的换热需求以及与上、下管程介质的温度匹配情况，灵活选择。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明将管程分隔成了两个独立的管程，上、下管程根据不同的加热热源的特点、壳程介质特性、温度匹配情况分开设计，各自采用最合适的换热管规格和排管方式，提高换热器总传热系数。本发明的换热器能实现同一壳体内两种加热热源分别运行，互不干涉，可减少换热器数量、节约占地，尤其适用于塔底重沸器需增加低温热的工况。
附图说明
图1是实施例1的结构示意图；
图2是实施例2的结构示意图；
图3是图1的A向视图；
图4是上下管程的管束分布示意图；
图5是实施例3的U形换热管换热器的结构示意图；
图6是实施例3的直管换热管换热器的结构示意图；
图7是图5的A向视图；
图8是上下管程的管束分布示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1、图3和图4所示，本实施例的换热器包括壳体1、前端管箱2，上管程管束3、下管程管束4、上管程进口21、上管程出口22、下管程进口23、下管程出口24、分隔隔板5和后端封头6；所述分隔隔板5包括水平隔板51和竖直隔板，所述水平隔板51和竖直隔板52交叉设置呈十字形支承在前端管箱2内，所述上管程管束3沿壳体1的长度方向设置在水平隔板51的上部，所述下管程管束4沿壳体1的长度方向设置在水平隔板51的下部，所述前端管箱2通过法兰连接在壳体1上，所述上管程管束3和下管程管束4通过管板与前端管箱连接，上管程进口21、上管程出口22、下管程进口23、下管程出口24分别连通对应的上左管程31、上右管程32和下左管程41、下右管程42，所述壳体1设有壳程进出口11、12。
本实施例的上管程管束3和下管程管束4为U形换热管，所述壳体1的后端封头6为固定式结构。
实施例2
如图2所示，上管程管束3和下管程管束4为直管换热管，所述壳体1的后端封头6为可拆卸式，后端封头6通过法兰连接在壳体1的后端，后端封头6内设置有用于分隔管程的分程隔板7。
其他实施方式和实施例1相同。
将实施例1或实施例2的结构用作重沸器使用时，壳程物料由壳体1下部的壳程进出口12(进口)进料由上部的壳程进出口11(出口)出料被加热，下管程管束4内流通温度较低的热源，上管程管束3内流通温度较高的热源。
所述换热器作为冷凝器使用时，壳程物料由壳体1上部的壳程进出口11进料由下部的壳程进出口12出料被冷却，上管程管束3内流通温度较高的冷媒，下管程管束4内流通温度较低的冷媒。
实施例3
如图5～8所示，本实施例的换热器作为两壳程的换热器使用，设置纵向隔板8，将壳体1分隔为上、下两壳程结构，壳程物料通过壳程进出口11，12进料出料，可以根据需要选择上进下出或者下进上出，上管程管束3和下管程管束4内分别流通不同的冷媒或热源。
其他实施方式和实施例1相同。
实施例4
将本实施例的换热器用作重沸器，高桥石化2#连续重整装置溶剂油分离塔(C-561)，塔釜温度约95℃，采用重沸器供热，换热器型号为BJU1000-2.5-260-6/25-2I，管程走加热热源1.0MPa蒸汽，用量约4t/h。该塔的塔釜温度较低，可以使用热水作为加热热源，以节省蒸汽耗量，但现场没有位置再增加一台重沸器。
为了实现在一台换热器内同时使用热水和1.0MPa蒸汽两种加热热源，本实施例将重沸器原位更新成了双热源换热器，更新后重沸器公称直径1100mm，总长约7650mm，基本不增加占地面积。更新后的重沸器管程分隔为相互独立的上、下管程，壳程走溶剂油(下进上出)，上管程管束3走1.0MPa蒸汽，下管程管束4走热水。上管程管束3采用Φ25×2.5的U型换热管，管长6m，管间距为32mm，正方形旋转45°排列；下管程管束4采用Φ19×2的U型换热管，管长6m，管间距为25mm，正方形旋转45°排列；总换热面积约339m2。实际运行后，该换热器效果良好，下管程管束4的热水提供了大部分的所需热量，上管程管束3走的1.0MPa蒸汽耗量大幅降低，实际蒸汽用量约0.9t/h，节能效果显著。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种双热源换热器，其特征在于，包括前端管箱、壳体、管束、后端封头、设置在前端管箱内的分隔隔板，以及分别设置在前端管箱的上管程进口、上管程出口、下管程进口、下管程出口；所述前端管箱通过法兰连接在壳体前部，所述后端封头位于壳体的后部，所述分隔隔板包括水平隔板和竖直隔板，所述水平隔板和竖直隔板交叉设置呈十字形支承在前端管箱内，所述管束设置在前端管箱内并由水平隔板分隔为上管程和下管程，所述上管程和下管程通过管板连接在前端管箱上，所述上管程和下管程分别由竖直隔板分隔为上左管程、上右管程、下左管程和下右管程，所述上管程进口和上管程出口分别连通上左管程和上右管程，所述下管程进口和下管程出口分别连通下左管程和下右管程，所述壳体的上部和下部分别设有壳程进出口。
2.根据权利要求1所述的一种双热源换热器，其特征在于，所述上管程和下管程为U形换热管，所述壳体的后端封头与壳体固定为一体。
3.根据权利要求1所述的一种双热源换热器，其特征在于，所述上管程和下管程为直管换热管，所述壳体的后端封头为可拆卸式，所述后端封头通过法兰连接在壳体的后端。
4.根据权利要求3所述的一种双热源换热器，其特征在于，所述后端封头内设置有用于分隔管程的分程隔板。
5.根据权利要求1所述的一种双热源换热器，其特征在于，所述换热器作为重沸器使用时，壳程物料由壳体下部进料上部出料被加热，下管程内流通温度较低的热源，上管程内流通温度较高的热源。
6.根据权利要求1所述的一种双热源换热器，其特征在于，所述换热器作为冷凝器使用时，壳程物料由壳体上部进料下部出料被冷却，上管程内流通温度较高的冷媒，下管程内流通温度较低的冷媒。
7.根据权利要求1所述的一种双热源换热器，其特征在于，所述换热器作为两壳程的换热器使用时，壳体内设置纵向隔板，所述纵向隔板将壳体分隔为上、下两壳程结构；上管程和下管程内分别流通不同的冷媒或热源，壳程物料选择上进下出或下进上出。
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