CN110030848A - 一种可抽式双螺旋加热盘管结构及加热方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可抽式双螺旋加热盘管结构及加热方法，包括外层加热盘管、内层加热盘管、原油进口管嘴、原油出口管嘴和可抽式轨道，所述外层加热盘管内侧设有内层加热盘管，其中外层加热盘管一端部连接内层加热盘管一端部，所述外层加热盘管另一端部连接原油进口管嘴，其中内层加热盘管另一端部连接原油出口管嘴，所述外层加热盘管外侧轴向位置连接有可抽式轨道。本发明可抽式双螺旋加热盘管采用新型整体结构，是一种可拆装式新型盘管结构，改变了传统的盘管维修和更换模式，极大的解决了现场运行困难，拆装时间不超过6h，且拆装过程无需动火作业。
Description
技术领域
本发明属于油田地面集输系统工程中加热原油的换热管技术领域，尤其涉及一种可抽式双螺旋加热盘管结构及加热方法，主要用于加热原油的卧式水套加热炉中。
背景技术
油气储运过程中，水套加热炉是将燃料燃烧产生的热量通过中间介质水传给被加热介质，而使其温度升高的一种加热设备，主要用于油气集输系统中，将原油、天然气及井产物加热到工艺所要求的温度，然后进行生产介质的输送、沉降、分离、脱水和初加工，同时提供站场的采暖等其他用热负荷，燃料主要以油气田产出重油和伴生气为主。
加热盘管是水套加热炉的核心换热元件，主要浸没在水浴中，通过燃料燃烧，经过火筒的辐射传热和烟管对流传热，加热炉体内的中间传热介质水，由于水温度升高将热量传递给原油加热盘管，从而提升工艺介质温度，达到加热的目的。
通常水套加热炉在运行过程中由于温度和流速变化，以及含水原油的特性，加热盘管内极易结垢，多为钡锶垢，很大程度上影响了原油的加热效率和传热特性。现有盘管结构形式多为“U”形盘管，在180°拐弯处极易结垢堵塞，弯头处的局部阻力占盘管总阻力的60%以上，也造成加热炉维修难度增大，在更换火筒和加热盘管时，必须切割水套加热炉封头才能进行维修，维修安装工艺复杂、费用高，周期长。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种可抽式双螺旋加热盘管结构及加热方法，克服了现有技术中1：现有盘管结构形式多为“U”形盘管，在180°拐弯处极易结垢堵塞，弯头处的局部阻力占盘管总阻力的60%以上；2：加热炉维修难度增大，在更换火筒和加热盘管时，必须切割水套加热炉封头才能进行维修；3：维修安装工艺复杂、费用高，周期长等问题。
为了解决技术问题，本发明的技术方案是：一种可抽式双螺旋加热盘管结构，包括外层加热盘管、内层加热盘管、原油进口管嘴、原油出口管嘴和可抽式轨道，所述外层加热盘管内侧设有内层加热盘管，其中外层加热盘管一端部连接内层加热盘管一端部，所述外层加热盘管另一端部连接原油进口管嘴，其中内层加热盘管另一端部连接原油出口管嘴，所述外层加热盘管外侧轴向位置连接有可抽式轨道。
优选的，所述外层加热盘管和内层加热盘管均为螺旋盘管，其中外层加热盘管的螺旋盘管直径大于内层加热盘管的螺旋盘管直径，所述螺旋盘管由一根换热管盘卷而成，其中外层加热盘管和内层加热盘管一端的换热管连通，其中换热管的材质为20#无缝钢管。
优选的，所述外层加热盘管和内层加热盘管连通处通过加热连通管连接，其中加热连通管由直管和弯管两部分连接组成，所述弯管一端连接外层加热盘管，其中弯管另一端连接直管一端，其中直管另一端连接内层加热盘管，所述直管长度为200~250mm，其中弯管弧度为90°，所述弯管的半径为外层加热盘管半径的0.5倍，其中加热连通管与外层加热盘管和内层加热盘管通过焊接连接。
优选的，所述内层加热盘管的螺旋盘管直径为外层加热盘管的螺旋盘管直径的0.5~0.75倍，所述换热管的直径d为50~100mm，其中螺旋盘管的节距为0.5~1d。
优选的，所述外层加热盘管与原油进口管嘴焊接连接，内层加热盘管与原油出口管嘴焊接连接，其中原油进口管嘴和原油出口管嘴与外部管道通过WN-RF法兰连接。
优选的，还包括限位支撑拉杆，所述外层加热盘管和内层加热盘管外侧轴向位置均设有四个限位支撑拉杆，其中相邻两个外层加热盘管上的限位支撑拉杆与外层加热盘管中心轴的夹角为90°，其中相邻两个内层加热盘管上的限位支撑拉杆与内层加热盘管中心轴的夹角为90°，其中限位支撑拉杆与外层加热盘管和内层加热盘管通过点焊方式连接。
优选的，还包括前护板和后护板，所述外层加热盘管和内层加热盘管一端面设有前护板，其中外层加热盘管和内层加热盘管另一端面设有后护板，其中前护板和后护板分别与限位支撑拉杆通过螺栓螺母连接。
优选的，所述可抽式轨道为子母槽钢，其中子母槽钢为大小两根槽钢互嵌在一起，通过两根槽钢之间的位移实现抽拉功能。
优选的，一种如上任一项所述的一种可抽式双螺旋加热盘管结构的加热方法，所述加热方法为：将可抽式双螺旋原油加热盘管结构浸没于水套加热炉的水浴中，冷态原油通过原油进口管嘴进入外层加热盘管内，在外层加热盘管内不断的旋转流动，再通过加热连通管逐步流入内层加热盘管中，在内层加热盘管内不断的旋转流动，最终通过原油出口管嘴流出，通过原油流体速度的变化，增强热交换的能力，吸收水浴介质热量，从而提高冷态原油温度达到加热的目的。
相对于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本发明可抽式双螺旋加热盘管采用新型整体结构，是一种可拆装式新型盘管结构，改变了传统的盘管维修和更换模式，极大的解决了现场运行困难，拆装时间不超过6h，且拆装过程无需动火作业；
（2）本发明可抽式双螺旋加热盘管的内层加热盘管的螺旋盘管直径为外层加热盘管的螺旋盘管直径的0.5~0.75倍，换热管的直径d为50~100mm，螺旋盘管的节距为0.5~1d，加热连通管的直管长度为200~250mm，加热连通管的弯管弧度为90°，加热连通管的弯管半径为外层加热盘管半径的0.5倍，该尺寸设计确保了最佳的换热效率，同时加热连通管的设计最大限度减小了阻力，具有优越的结构特性和高效的换热效率，阻力更小，盘管阻力降低50%以上，设计工况下的总阻力不超过0.5MPa；
（3）本发明可抽式双螺旋加热盘管内壁不易结垢，延长了水套加热炉的使用寿命，在同样的加热负荷下，该双螺旋加热盘管结构节省加热炉炉膛空间8%，钢耗量减少10%，并降低了运行维护费用。
附图说明
图1、本发明一种可抽式双螺旋加热盘管结构的结构示意图；
图2、本发明一种可抽式双螺旋加热盘管结构侧视结构示意图。
附图标记说明：
1-外层加热盘管，2-内层加热盘管，3-限位支撑拉杆，4-可抽式轨道，5-前护板，6-后护板，7-原油出口管嘴，8-原油进口管嘴，9-加热连通管。
具体实施方式
下面结合实施例描述本发明具体实施方式：
需要说明的是，本说明书所示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
如图1~2所示，本发明公开了一种可抽式双螺旋加热盘管结构，包括外层加热盘管1、内层加热盘管2、原油进口管嘴8、原油出口管嘴7和可抽式轨道4，所述外层加热盘管1内侧设有内层加热盘管2，其中外层加热盘管1一端部连接内层加热盘管2一端部，所述外层加热盘管1另一端部连接原油进口管嘴8，其中内层加热盘管2另一端部连接原油出口管嘴7，所述外层加热盘管1外侧轴向位置连接有可抽式轨道4。
实施例2
如图1~2所示，本发明公开了一种可抽式双螺旋加热盘管结构，包括外层加热盘管1、内层加热盘管2、原油进口管嘴8、原油出口管嘴7和可抽式轨道4，所述外层加热盘管1内侧设有内层加热盘管2，其中外层加热盘管1一端部连接内层加热盘管2一端部，所述外层加热盘管1另一端部连接原油进口管嘴8，其中内层加热盘管2另一端部连接原油出口管嘴7，所述外层加热盘管1外侧轴向位置连接有可抽式轨道4。
如图1~2所示，优选的，所述外层加热盘管1和内层加热盘管2均为螺旋盘管，其中外层加热盘管1的螺旋盘管直径大于内层加热盘管2的螺旋盘管直径，所述螺旋盘管由一根换热管盘卷而成，其中外层加热盘管1和内层加热盘管2一端的换热管连通，其中换热管的材质为20#无缝钢管。
实施例3
如图1~2所示，本发明公开了一种可抽式双螺旋加热盘管结构，包括外层加热盘管1、内层加热盘管2、原油进口管嘴8、原油出口管嘴7和可抽式轨道4，所述外层加热盘管1内侧设有内层加热盘管2，其中外层加热盘管1一端部连接内层加热盘管2一端部，所述外层加热盘管1另一端部连接原油进口管嘴8，其中内层加热盘管2另一端部连接原油出口管嘴7，所述外层加热盘管1外侧轴向位置连接有可抽式轨道4。
如图1~2所示，优选的，所述外层加热盘管1和内层加热盘管2均为螺旋盘管，其中外层加热盘管1的螺旋盘管直径大于内层加热盘管2的螺旋盘管直径，所述螺旋盘管由一根换热管盘卷而成，其中外层加热盘管1和内层加热盘管2一端的换热管连通，其中换热管的材质为20#无缝钢管。
如图1~2所示，优选的，所述外层加热盘管1和内层加热盘管2连通处通过加热连通管9连接，其中加热连通管9由直管和弯管两部分连接组成，所述弯管一端连接外层加热盘管1，其中弯管另一端连接直管一端，其中直管另一端连接内层加热盘管2，所述直管长度为200~250mm，其中弯管弧度为90°，所述弯管的半径为外层加热盘管1半径的0.5倍，其中加热连通管9与外层加热盘管1和内层加热盘管2通过焊接连接。
实施例4
如图1~2所示，本发明公开了一种可抽式双螺旋加热盘管结构，包括外层加热盘管1、内层加热盘管2、原油进口管嘴8、原油出口管嘴7和可抽式轨道4，所述外层加热盘管1内侧设有内层加热盘管2，其中外层加热盘管1一端部连接内层加热盘管2一端部，所述外层加热盘管1另一端部连接原油进口管嘴8，其中内层加热盘管2另一端部连接原油出口管嘴7，所述外层加热盘管1外侧轴向位置连接有可抽式轨道4。
如图1~2所示，优选的，所述外层加热盘管1和内层加热盘管2均为螺旋盘管，其中外层加热盘管1的螺旋盘管直径大于内层加热盘管2的螺旋盘管直径，所述螺旋盘管由一根换热管盘卷而成，其中外层加热盘管1和内层加热盘管2一端的换热管连通，其中换热管的材质为20#无缝钢管。
如图1~2所示，优选的，所述外层加热盘管1和内层加热盘管2连通处通过加热连通管9连接，其中加热连通管9由直管和弯管两部分连接组成，所述弯管一端连接外层加热盘管1，其中弯管另一端连接直管一端，其中直管另一端连接内层加热盘管2，所述直管长度为200~250mm，其中弯管弧度为90°，所述弯管的半径为外层加热盘管1半径的0.5倍，其中加热连通管9与外层加热盘管1和内层加热盘管2通过焊接连接。
优选的，所述内层加热盘管2的螺旋盘管直径为外层加热盘管1的螺旋盘管直径的0.5~0.75倍，所述换热管的直径d为50~100mm，其中螺旋盘管的节距为0.5~1d。
实施例5
如图1~2所示，本发明公开了一种可抽式双螺旋加热盘管结构，包括外层加热盘管1、内层加热盘管2、原油进口管嘴8、原油出口管嘴7和可抽式轨道4，所述外层加热盘管1内侧设有内层加热盘管2，其中外层加热盘管1一端部连接内层加热盘管2一端部，所述外层加热盘管1另一端部连接原油进口管嘴8，其中内层加热盘管2另一端部连接原油出口管嘴7，所述外层加热盘管1外侧轴向位置连接有可抽式轨道4。
如图1~2所示，优选的，所述外层加热盘管1和内层加热盘管2均为螺旋盘管，其中外层加热盘管1的螺旋盘管直径大于内层加热盘管2的螺旋盘管直径，所述螺旋盘管由一根换热管盘卷而成，其中外层加热盘管1和内层加热盘管2一端的换热管连通，其中换热管的材质为20#无缝钢管。
如图1~2所示，优选的，所述外层加热盘管1和内层加热盘管2连通处通过加热连通管9连接，其中加热连通管9由直管和弯管两部分连接组成，所述弯管一端连接外层加热盘管1，其中弯管另一端连接直管一端，其中直管另一端连接内层加热盘管2，所述直管长度为200~250mm，其中弯管弧度为90°，所述弯管的半径为外层加热盘管1半径的0.5倍，其中加热连通管9与外层加热盘管1和内层加热盘管2通过焊接连接。
优选的，所述内层加热盘管2的螺旋盘管直径为外层加热盘管1的螺旋盘管直径的0.5~0.75倍，所述换热管的直径d为50~100mm，其中螺旋盘管的节距为0.5~1d。
优选的，所述外层加热盘管1与原油进口管嘴8焊接连接，其中内层加热盘管2与原油出口管嘴7焊接连接，其中原油进口管嘴8和原油出口管嘴7与外部管道通过WN-RF法兰连接。
实施例6
如图1~2所示，本发明公开了一种可抽式双螺旋加热盘管结构，包括外层加热盘管1、内层加热盘管2、原油进口管嘴8、原油出口管嘴7和可抽式轨道4，所述外层加热盘管1内侧设有内层加热盘管2，其中外层加热盘管1一端部连接内层加热盘管2一端部，所述外层加热盘管1另一端部连接原油进口管嘴8，其中内层加热盘管2另一端部连接原油出口管嘴7，所述外层加热盘管1外侧轴向位置连接有可抽式轨道4。
如图1~2所示，优选的，所述外层加热盘管1和内层加热盘管2均为螺旋盘管，其中外层加热盘管1的螺旋盘管直径大于内层加热盘管2的螺旋盘管直径，所述螺旋盘管由一根换热管盘卷而成，其中外层加热盘管1和内层加热盘管2一端的换热管连通，其中换热管的材质为20#无缝钢管。
如图1~2所示，优选的，所述外层加热盘管1和内层加热盘管2连通处通过加热连通管9连接，其中加热连通管9由直管和弯管两部分连接组成，所述弯管一端连接外层加热盘管1，其中弯管另一端连接直管一端，其中直管另一端连接内层加热盘管2，所述直管长度为200~250mm，其中弯管弧度为90°，所述弯管的半径为外层加热盘管1半径的0.5倍，其中加热连通管9与外层加热盘管1和内层加热盘管2通过焊接连接。
优选的，所述内层加热盘管2的螺旋盘管直径为外层加热盘管1的螺旋盘管直径的0.5~0.75倍，所述换热管的直径d为50~100mm，其中螺旋盘管的节距为0.5~1d。
优选的，所述外层加热盘管1与原油进口管嘴8焊接连接，其中内层加热盘管2与原油出口管嘴7焊接连接，其中原油进口管嘴8和原油出口管嘴7与外部管道通过WN-RF法兰连接。
如图1~2所示，优选的，还包括限位支撑拉杆3，所述外层加热盘管1和内层加热盘管2外侧轴向位置均设有四个限位支撑拉杆3，其中相邻两个外层加热盘管1上的限位支撑拉杆3与外层加热盘管1中心轴的夹角为90°，其中相邻两个内层加热盘管2上的限位支撑拉杆3与内层加热盘管2中心轴的夹角为90°，其中限位支撑拉杆3与外层加热盘管1和内层加热盘管2通过点焊方式连接。
实施例7
如图1~2所示，本发明公开了一种可抽式双螺旋加热盘管结构，包括外层加热盘管1、内层加热盘管2、原油进口管嘴8、原油出口管嘴7和可抽式轨道4，所述外层加热盘管1内侧设有内层加热盘管2，其中外层加热盘管1一端部连接内层加热盘管2一端部，所述外层加热盘管1另一端部连接原油进口管嘴8，其中内层加热盘管2另一端部连接原油出口管嘴7，所述外层加热盘管1外侧轴向位置连接有可抽式轨道4。
如图1~2所示，优选的，所述外层加热盘管1和内层加热盘管2均为螺旋盘管，其中外层加热盘管1的螺旋盘管直径大于内层加热盘管2的螺旋盘管直径，所述螺旋盘管由一根换热管盘卷而成，其中外层加热盘管1和内层加热盘管2一端的换热管连通，其中换热管的材质为20#无缝钢管。
如图1~2所示，优选的，所述外层加热盘管1和内层加热盘管2连通处通过加热连通管9连接，其中加热连通管9由直管和弯管两部分连接组成，所述弯管一端连接外层加热盘管1，其中弯管另一端连接直管一端，其中直管另一端连接内层加热盘管2，所述直管长度为200~250mm，其中弯管弧度为90°，所述弯管的半径为外层加热盘管1半径的0.5倍，其中加热连通管9与外层加热盘管1和内层加热盘管2通过焊接连接。
优选的，所述内层加热盘管2的螺旋盘管直径为外层加热盘管1的螺旋盘管直径的0.5~0.75倍，所述换热管的直径d为50~100mm，其中螺旋盘管的节距为0.5~1d。
优选的，所述外层加热盘管1与原油进口管嘴8焊接连接，其中内层加热盘管2与原油出口管嘴7焊接连接，其中原油进口管嘴8和原油出口管嘴7与外部管道通过WN-RF法兰连接。
如图1~2所示，优选的，还包括限位支撑拉杆3，所述外层加热盘管1和内层加热盘管2外侧轴向位置均设有四个限位支撑拉杆3，其中相邻两个外层加热盘管1上的限位支撑拉杆3与外层加热盘管1中心轴的夹角为90°，其中相邻两个内层加热盘管2上的限位支撑拉杆3与内层加热盘管2中心轴的夹角为90°，其中限位支撑拉杆3与外层加热盘管1和内层加热盘管2通过点焊方式连接。
如图1~2所示，优选的，还包括前护板5和后护板6，所述外层加热盘管1和内层加热盘管2一端面设有前护板5，其中外层加热盘管1和内层加热盘管2另一端面设有后护板6，其中前护板5和后护板6分别与限位支撑拉杆3通过螺栓螺母连接。
实施例8
如图1~2所示，本发明公开了一种可抽式双螺旋加热盘管结构，包括外层加热盘管1、内层加热盘管2、原油进口管嘴8、原油出口管嘴7和可抽式轨道4，所述外层加热盘管1内侧设有内层加热盘管2，其中外层加热盘管1一端部连接内层加热盘管2一端部，所述外层加热盘管1另一端部连接原油进口管嘴8，其中内层加热盘管2另一端部连接原油出口管嘴7，所述外层加热盘管1外侧轴向位置连接有可抽式轨道4。
如图1~2所示，优选的，所述外层加热盘管1和内层加热盘管2均为螺旋盘管，其中外层加热盘管1的螺旋盘管直径大于内层加热盘管2的螺旋盘管直径，所述螺旋盘管由一根换热管盘卷而成，其中外层加热盘管1和内层加热盘管2一端的换热管连通，其中换热管的材质为20#无缝钢管。
如图1~2所示，优选的，所述外层加热盘管1和内层加热盘管2连通处通过加热连通管9连接，其中加热连通管9由直管和弯管两部分连接组成，所述弯管一端连接外层加热盘管1，其中弯管另一端连接直管一端，其中直管另一端连接内层加热盘管2，所述直管长度为200~250mm，其中弯管弧度为90°，所述弯管的半径为外层加热盘管1半径的0.5倍，其中加热连通管9与外层加热盘管1和内层加热盘管2通过焊接连接。
优选的，所述内层加热盘管2的螺旋盘管直径为外层加热盘管1的螺旋盘管直径的0.5~0.75倍，所述换热管的直径d为50~100mm，其中螺旋盘管的节距为0.5~1d。
优选的，所述外层加热盘管1与原油进口管嘴8焊接连接，其中内层加热盘管2与原油出口管嘴7焊接连接，其中原油进口管嘴8和原油出口管嘴7与外部管道通过WN-RF法兰连接。
如图1~2所示，优选的，还包括限位支撑拉杆3，所述外层加热盘管1和内层加热盘管2外侧轴向位置均设有四个限位支撑拉杆3，其中相邻两个外层加热盘管1上的限位支撑拉杆3与外层加热盘管1中心轴的夹角为90°，其中相邻两个内层加热盘管2上的限位支撑拉杆3与内层加热盘管2中心轴的夹角为90°，其中限位支撑拉杆3与外层加热盘管1和内层加热盘管2通过点焊方式连接。
如图1~2所示，优选的，还包括前护板5和后护板6，所述外层加热盘管1和内层加热盘管2一端面设有前护板5，其中外层加热盘管1和内层加热盘管2另一端面设有后护板6，其中前护板5和后护板6分别与限位支撑拉杆3通过螺栓螺母连接。
如图1~2所示，优选的，所述可抽式轨道4为子母槽钢，其中子母槽钢为大小两根槽钢互嵌在一起，通过两根槽钢之间的位移实现抽拉功能。
实施例9
如图1~2所示，本发明公开了一种可抽式双螺旋加热盘管结构，包括外层加热盘管1、内层加热盘管2、原油进口管嘴8、原油出口管嘴7和可抽式轨道4，所述外层加热盘管1内侧设有内层加热盘管2，其中外层加热盘管1一端部连接内层加热盘管2一端部，所述外层加热盘管1另一端部连接原油进口管嘴8，其中内层加热盘管2另一端部连接原油出口管嘴7，所述外层加热盘管1外侧轴向位置连接有可抽式轨道4。
如图1~2所示，优选的，所述外层加热盘管1和内层加热盘管2均为螺旋盘管，其中外层加热盘管1的螺旋盘管直径大于内层加热盘管2的螺旋盘管直径，所述螺旋盘管由一根换热管盘卷而成，其中外层加热盘管1和内层加热盘管2一端的换热管连通，其中换热管的材质为20#无缝钢管。
如图1~2所示，优选的，所述外层加热盘管1和内层加热盘管2连通处通过加热连通管9连接，其中加热连通管9由直管和弯管两部分连接组成，所述弯管一端连接外层加热盘管1，其中弯管另一端连接直管一端，其中直管另一端连接内层加热盘管2，所述直管长度为200~250mm，其中弯管弧度为90°，所述弯管的半径为外层加热盘管1半径的0.5倍，其中加热连通管9与外层加热盘管1和内层加热盘管2通过焊接连接，所述直管长度为220mm。
优选的，所述内层加热盘管2的螺旋盘管直径为外层加热盘管1的螺旋盘管直径的0.5~0.75倍，所述换热管的直径d为50~100mm，其中螺旋盘管的节距为0.5~1d。
优选的，所述外层加热盘管1与原油进口管嘴8焊接连接，其中内层加热盘管2与原油出口管嘴7焊接连接，其中原油进口管嘴8和原油出口管嘴7与外部管道通过WN-RF法兰连接。
如图1~2所示，优选的，还包括限位支撑拉杆3，所述外层加热盘管1和内层加热盘管2外侧轴向位置均设有四个限位支撑拉杆3，其中相邻两个外层加热盘管1上的限位支撑拉杆3与外层加热盘管1中心轴的夹角为90°，其中相邻两个内层加热盘管2上的限位支撑拉杆3与内层加热盘管2中心轴的夹角为90°，其中限位支撑拉杆3与外层加热盘管1和内层加热盘管2通过点焊方式连接。
如图1~2所示，优选的，还包括前护板5和后护板6，所述外层加热盘管1和内层加热盘管2一端面设有前护板5，其中外层加热盘管1和内层加热盘管2另一端面设有后护板6，其中前护板5和后护板6分别与限位支撑拉杆3通过螺栓螺母连接。
如图1~2所示，优选的，所述可抽式轨道4为子母槽钢，其中子母槽钢为大小两根槽钢互嵌在一起，通过两根槽钢之间的位移实现抽拉功能。
优选的，一种如上任一项所述的一种可抽式双螺旋加热盘管结构的加热方法，所述加热方法为：将可抽式双螺旋原油加热盘管结构浸没于水套加热炉的水浴中，冷态原油通过原油进口管嘴8进入外层加热盘管1内，在外层加热盘管1内不断的旋转流动，再通过加热连通管9逐步流入内层加热盘管2，在内层加热盘管2内不断的旋转流动，最终通过原油出口管嘴7流出，通过原油流体速度的变化，增强热交换的能力，吸收水浴介质热量，从而提高冷态原油温度达到加热的目的。
本发明可抽式双螺旋原油加热盘管结构的工作原理如下：
本发明加热盘管为螺旋形式，双层结构，包含内外两层加热盘管，内层加热盘管2直径小于外层加热盘管1直径，双层结构分别由一根换热管盘卷而成，外层加热盘管1和内层加热盘管2连通，焊接而成，螺旋盘管的圈数可根据计算热负荷换热面积调整，冷态原油通过原油进口管嘴8进入外层加热盘管1内，在外层加热盘管1内不断的旋转流动，再通过加热连通管9逐步流入内层加热盘管2，在内层加热盘管2内不断的旋转流动，最终通过原油出口管嘴7流出，通过原油流体速度的变化，增强热交换的能力，吸收水浴介质热量，从而提高冷态原油温度达到加热的目的，水浴为加热介质，其存在于水套加热炉腔体内，燃烧器辐射传热，通过火筒及烟管将热量传递给水浴。
在双层螺旋盘管的外侧设置固定措施限位支撑拉杆3、前护板5和后护板6，其目的是固定加热盘管，使其有组织的自由膨胀；同时也可将加热盘管固定在水套加热炉筒体上，防止因流体流速变化或者外力因素使盘管损坏，所述前护板5和后护板6作用一是限位支撑拉杆3，固定加热盘管，作用二是限制加热盘管轴向自由膨胀量过大，限位作用，限位支撑拉杆3与前护板5和后护板6通过螺栓螺母连接，同时也方便拆装检修。
为实现加热盘管检修拆卸功能，采用可抽拉方式，使加热盘管整体可从水套加热炉腔体中抽出，在加热盘管下部安装有可抽式轨道，类似于大小两根槽钢互嵌在一起，通过槽钢之间的滑动位移实现抽拉功能，形成稳定的结构形式。
本发明螺旋盘管在卷制过程中，应避免弧度不均匀和受力集中现象，避免弯头和死角。
本发明可抽式双螺旋加热盘管采用新型整体结构，是一种可拆装式新型盘管结构，改变了传统的盘管维修和更换模式，极大的解决了现场运行困难，拆装时间不超过6h，且拆装过程无需动火作业。
本发明可抽式双螺旋加热盘管的内层加热盘管的螺旋盘管直径为外层加热盘管的螺旋盘管直径的0.5~0.75倍，换热管的直径d为50~100mm，螺旋盘管的节距为0.5~1d，加热连通管的直管长度为200~250mm，加热连通管的弯管弧度为90°，加热连通管的弯管半径为外层加热盘管半径的0.5倍，该尺寸设计确保了最佳的换热效率，同时加热连通管的设计最大限度减小了阻力，具有优越的结构特性和高效的换热效率，阻力更小，盘管阻力降低50%以上，设计工况下的总阻力不超过0.5MPa。
本发明可抽式双螺旋加热盘管内壁不易结垢，延长了水套加热炉的使用寿命，在同样的加热负荷下，该双螺旋加热盘管结构节省加热炉炉膛空间8%，钢耗量减少10%，并降低了运行维护费用。
上面对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。
Claims (9)
1.一种可抽式双螺旋加热盘管结构，其特征在于：包括外层加热盘管、内层加热盘管、原油进口管嘴、原油出口管嘴和可抽式轨道，所述外层加热盘管内侧设有内层加热盘管，其中外层加热盘管一端部连接内层加热盘管一端部，所述外层加热盘管另一端部连接原油进口管嘴，其中内层加热盘管另一端部连接原油出口管嘴，所述外层加热盘管外侧轴向位置连接有可抽式轨道。
2.根据权利要求1所述的一种可抽式双螺旋加热盘管结构，其特征在于：所述外层加热盘管和内层加热盘管均为螺旋盘管，其中外层加热盘管的螺旋盘管直径大于内层加热盘管的螺旋盘管直径，所述螺旋盘管由一根换热管盘卷而成，其中外层加热盘管和内层加热盘管一端的换热管连通，其中换热管的材质为20#无缝钢管。
3.根据权利要求2所述的一种可抽式双螺旋加热盘管结构，其特征在于：所述外层加热盘管和内层加热盘管连通处通过加热连通管连接，其中加热连通管由直管和弯管两部分连接组成，所述弯管一端连接外层加热盘管，其中弯管另一端连接直管一端，其中直管另一端连接内层加热盘管，所述直管长度为200~250mm，其中弯管弧度为90°，所述弯管的半径为外层加热盘管半径的0.5倍，其中加热连通管与外层加热盘管和内层加热盘管通过焊接连接。
4.根据权利要求2所述的一种可抽式双螺旋加热盘管结构，其特征在于：所述内层加热盘管的螺旋盘管直径为外层加热盘管的螺旋盘管直径的0.5~0.75倍，所述换热管的直径d为50~100mm，其中螺旋盘管的节距为0.5~1d。
5.根据权利要求1所述的一种可抽式双螺旋加热盘管结构，其特征在于：所述外层加热盘管与原油进口管嘴焊接连接，内层加热盘管与原油出口管嘴焊接连接，其中原油进口管嘴和原油出口管嘴与外部管道通过WN-RF法兰连接。
6.根据权利要求1所述的一种可抽式双螺旋加热盘管结构，其特征在于：还包括限位支撑拉杆，所述外层加热盘管和内层加热盘管外侧轴向位置均设有四个限位支撑拉杆，其中相邻两个外层加热盘管上的限位支撑拉杆与外层加热盘管中心轴的夹角为90°，其中相邻两个内层加热盘管上的限位支撑拉杆与内层加热盘管中心轴的夹角为90°，其中限位支撑拉杆与外层加热盘管和内层加热盘管通过点焊方式连接。
7.根据权利要求6所述的一种可抽式双螺旋加热盘管结构，其特征在于：还包括前护板和后护板，所述外层加热盘管和内层加热盘管一端面设有前护板，其中外层加热盘管和内层加热盘管另一端面设有后护板，其中前护板和后护板分别与限位支撑拉杆通过螺栓螺母连接。
8.根据权利要求1所述的一种可抽式双螺旋加热盘管结构，其特征在于：所述可抽式轨道为子母槽钢，其中子母槽钢为大小两根槽钢互嵌在一起，通过两根槽钢之间的位移实现抽拉功能。
9.一种如权利要求1~8任一项所述的一种可抽式双螺旋加热盘管结构的加热方法，其特征在于，所述加热方法为：将可抽式双螺旋原油加热盘管结构浸没于水套加热炉的水浴中，冷态原油通过原油进口管嘴进入外层加热盘管内，在外层加热盘管内不断的旋转流动，再通过加热连通管逐步流入内层加热盘管中，在内层加热盘管内不断的旋转流动，最终通过原油出口管嘴流出，通过原油流体速度的变化，增强热交换的能力，吸收水浴介质热量，从而提高冷态原油温度达到加热的目的。
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|---|---|---|---|---|
| CN110487091A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-11-22 | 山西三强新能源科技有限公司 | 一种炭黑原料油预热装置 |
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