CN110057221A - 流化床换热器低阻力封头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及流化床领域，公开了流化床换热器低阻力封头。该封头包括一个容纳颗粒的封头，所述封头的底部设有至少一个流体入口，所述封头的上方设有管板，多根中空的换热管安装在所述管板上并且贯穿所述管板，所述封头的内部安装有竖直的导流管，所述导流管与所述流体入口贯通，其中，所述导流管的底部与所述封头的内壁之间具有缝隙，并且缝隙的尺寸大于颗粒直径。本发明中的低阻力封头能够在设备运作时使落到换热器封头底部的颗粒能够顺利进行运动，减小流体需克服的阻力，避免堆积形成堵塞，从而不需要频繁对设备进行拆卸以将颗粒放出，在保证了换热器中的流体能够顺利进行运动的同时，节省了大量的人力、物力和时间。

Description

流化床换热器低阻力封头

技术领域

本发明涉及流化床领域，特别涉及一种流化床换热器低阻力封头。

背景技术

流化床换热器是一种高效节能的换热设备，其具有高效、节能、不结垢等优点。在换热器的底部设置有具有空心结构的封头，当流化床换热器运作时，大量颗粒随着流体的运动在换热器的换热管内进行刮擦，而当设备停止运行时流体停止运动，换热管内的颗粒会大量落到封头内，并往往堆积形成封头内的堵塞。而当流化床换热器再次运作时，由封头底部通入的流体必须形成足够的压力才能突破颗粒堆积堵塞的阻碍，否则难以进行运动。为此，在每次流化床换热器停止运作后，都需要对设备进行拆卸，并将封头中堆积的颗粒放出，才能够保证换热器中的流体能够顺利进行运动，因此往往需要耗费大量人力、物力和时间，影响了加工的效率。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种流化床换热器低阻力封头。

根据本发明的一个方面，提供了一种流化床换热器低阻力封头，包括一个容纳颗粒的封头，所述封头的底部设有至少一个流体入口，所述封头的上方设有管板，多根中空的换热管安装在所述管板上并且贯穿所述管板，所述封头的内部安装有竖直的导流管，所述导流管与所述流体入口贯通，其中，所述导流管的底部与所述封头的内壁之间具有缝隙，并且缝隙的尺寸大于颗粒直径。

本发明中的低阻力封头在流化床换热器运作时，由于导流管的存在，颗粒在封头内堆积时，会呈现导流管内颗粒堆积量少，堆积高度低于导流管外侧封头内颗粒堆积量，高度低，压降小，这样在流体从封头下部的流体入口进入时，首先突破的颗粒层是导流管内的颗粒层，由于封头内壁和导流管之间有大于颗粒直径的缝隙，颗粒会不断的经缝隙掉入封头底部流体入口上方的空间，然后再被水流携带完成上述流程，由此使落到换热器底部的颗粒能够顺利进行运动，避免堆积形成堵塞，从而不需要频繁对设备进行拆卸以将颗粒放出，在保证了换热器中的流体能够顺利进行停车、开车运动的同时，节省了大量的人力、物力和时间。

在一些实施方式中，所述封头的内部还设有至少一块水平的分布板，而所述分布板上设有多个孔，所述分布板位于所述导流管的上方。由此，从流体入口处进入的流体在通过分布板后，能够较为均匀地分布在封头中向上运动，并且方便地携带外壳中的颗粒进行运动。

在一些实施方式中，所述导流管的截面形状为方形或圆形。由此，可以根据需要选择导流管的具体形状，其尺寸也可设置成大于、小于或等于流体入口的尺寸，但导流管的底部与封头的内壁之间的缝隙的尺寸必须大于颗粒直径。

在一些实施方式中，各所述换热管的底部均连接有中空的延长管，各所述延长管延伸到所述管板的下方。由此，设置深入到封头内部的各延长管，可以使带有颗粒的液体或气体更加方便地从封头中流入到各换热管中，并减少换热管内颗粒造成的磨损。

在一些实施方式中，所述管板的下方还设有一块与其相固定的贴板，而所述贴板被各所述延长管贯穿，贴板和延长管连接，并且一同与换热器的上管板和换热管连接。由此，贴板能够在一定程度上保证延长管的安装的稳定性。

在一些实施方式中，所述导流管通过支撑件安装在所述封头的内部。其中，所述支撑件可以是环形支撑件，也可以是沿圆周设置的至少一个直角或肋板。由此，设置了支撑件以对导流管进行固定安装，并且能够使导流管的底部与封头的内壁之间的缝隙的尺寸保持稳定。

在一些实施方式中，所述导流管的上部小于、等于或大于其中部和下部。由此，可以根据需要设置导流管上部的尺寸，能够控制颗粒从导流管中流出的速度。

在一些实施方式中，所述导流管和所述流体入口一体设置，而在所述导流管的底部侧面设有至少一个孔，并且孔的孔径大于颗粒的直径。由此，该技术方案的结构更加简单，在能够保持其作用的同时，方便进行制作和安装，节省了制作材料和成本。

在一些实施方式中，所述导流管的外径小于流体入口的内径。由此，设置导流管的外径较小，可以将导流管延长到更加接近流体入口处，以使液体或气体能够更加方便直接地从流体入口通入到导流管中，同时也更容易在导流管的底部和流体入口之间留出足够的缝隙。

在一些实施方式中，所述导流管的内周上分布有多个疏通件，所述疏通件为倾斜的挡板或不规则枝杈或轻质填料。由此，设置疏通件能够对导流管内的颗粒运动进行疏通，设备停车后落入封头内的颗粒堆积时，由于疏通件形成稀松、不紧密的不规则堆积，颗粒层产生的压力降进一步减小，更有利于上升流体的突破和通过，避免其对导流管造成阻塞。优选地，所述疏通件可以是倾斜的挡板或不规则枝杈或轻质填料。

本发明的有益效果是：利用了喷动床的原理，有效的减少了封头底部堆积颗粒对重新启动设备时流体需克服的阻力，只需提供较小压力的流体就可以重新使颗粒向上形成流化态，避免了颗粒在封头内形成堵塞，从而不需要频繁对设备进行拆卸以将颗粒放出，因此，可以实现在保证了换热器中的流体能够顺利进行停车、开车运动的同时，节省了大量的人力、物力和时间。

附图说明

图1为现有技术中的流化床换热器的结构示意图；

图2为图1所示现有技术中的流化床换热器的封头的剖面结构示意图；

图3为本发明一实施方式的流化床换热器低阻力封头的整体结构示意图；

图4为图3中的流化床换热器低阻力封头的正面结构示意图；

图5为图4中流化床换热器低阻力封头的A-A方向的剖面结构示意图；

图6为本发明第二种实施方式的流化床换热器低阻力封头的剖面结构示意图；

图7为本发明第三种实施方式的流化床换热器低阻力封头的剖面结构示意图；

图8为本发明第四种实施方式的流化床换热器低阻力封头的剖面结构示意图；

图9为本发明第五种实施方式的流化床换热器低阻力封头的剖面结构示意图。

图中：封头1，流体入口2，管板3，换热管4，导流管5，支撑件6，分布板7，延长管8，贴板9，封头组件10，流化床换热器11，颗粒分离器12，返料器13，缝隙51，孔52，疏通件53。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

图1示意性地显示了现有技术中的流化床换热器的结构，图2则显示了图1中的流化床换热器的封头的剖面结构。如图1-2所示，流化床换热器11顶部与一个颗粒分离器12相连通，而封头组件10安装在流化床换热器11的底部，并且封头组件10通过一条返料管道与一个返料器13相连通。

该封头组件10包括一个封头1，优选地，封头1为锥形；封头1的底部设有一个流体入口2，在封头的顶部则设有一个管板3，而在管板3上安装有多根竖直并且中空的换热管4，其中，换热管4贯穿管板3，并且换热管4的底部与管板3底部的高度相持平或相接近。此外，还可以在封头的内部设置一块水平的分布板7，并在分布板7上设置多个孔。

流化床换热器11将待处理料通入到颗粒分离器12中，而颗粒分离器12会分离出其中的颗粒并输入到返料器13中，在经过返料器13的流化处理，将通过返料管道将流化颗粒输入到封头组件10中，同时从底部流体入口2处向封头组件10中通入水或其他流体，流体携带颗粒经过各换热管4入口回到流化床换热器11中进行换热。

图3示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的流化床换热器低阻力封头的整体结构，图4显示了图3中的流化床换热器低阻力封头的正面结构，图5则显示了图4中的流化床换热器低阻力封头的A-A方向的剖面结构。如图3-5所示，该封头与现有技术中的封头有所不同，其内部安装有一根竖直的导流管5，导流管5与流体入口2相对接，即两者的延伸方向一致，流体从流体入口2进入后会流到导流管5内。导流管5的管径尺寸可以根据需要设置成大于、小于或等于流体入口2的尺寸。

其中，在导流管5的底部与封头1的锥形部分的内壁并不接触，两者之间具有一定的缝隙51，而缝隙51的尺寸大于落到封头中的各颗粒的尺寸，当颗粒落到封头1的周围内壁上时，然后则能够通过缝隙51并移动到流体入口2处。

优选地，导流管5的截面形状一般为方形或圆形，也可以根据需要选择其他合适的形状。而导流管5的尺寸也可以根据实际需要设置成大于、小于或等于流体入口2的尺寸，但缝隙51必须存在，并且满足缝隙51尺寸大于颗粒尺寸的要求。

优选地，导流管5通过一块水平的支撑件6安装在封头1的内部，其中，支撑件6可以是环形构件，也可以是沿圆周均匀设置的多个直角或肋板，其周围边缘安装在封头1的周围内壁上，但不会阻碍颗粒的通过。

优选地，封头1的内部同样安装有带孔的分布板7，并且分布板7位于导流管5的上方。

优选地，各换热管4的底部均连接有一根竖直中空的延长管8，延长管8则伸到管板3的下方，以使带有颗粒的流体能够顺利地从延长管8通入到换热管4中，并有效减少颗粒对换热管内的磨损。

优选地，管板3的下方还设有一块贴板9，其中，贴板9与管板3使用连接件相固定，并且被各延长管8贯穿。贴板9能够用于辅助安装延长板，并且在换热管4、管板3和延长管8之间起到一定的密封效果。

当颗粒落到该封头中并在封头内堆积时，由于导流管5位于封头1的中央，则颗粒大部分会沿着封头1的内壁落到导流管5的外部，只有小部分会落到导流管5中，导流管5内部的颗粒高度明显小于其外部风头内颗粒的高度。此时，从流体入口2处通入水或其他流体，则流体会通入到引流管内，由于引流管内的堆积的颗粒较少，则流体突破颗粒所受到的阻力也较低，则可以更容易地携带颗粒经由分布板7而流动到延长管8和换热管4内；同时，位于导流管5外部的颗粒则会从缝隙51中掉入到流体入口2处，并随着流体进行上述过程，从而完成换热工作。

图6显示了本发明第二种实施方式的流化床换热器低阻力封头的剖面结构，其中图6A显示了导流管的上部小于其中部和下部时的结构，图6B显示了导流管的上部大于其中部和下部时的结构。如图6A-6B所示，当颗粒随着流体从流管5的上部经过时，其流出导流管5的速度会受到导流管5的上部尺寸的影响，因此，可以根据需要将导流管5的上部尺寸设置成小于、等于或大于其中部和下部。

图7显示了本发明第三种实施方式的流化床换热器低阻力封头的剖面结构。如图7所示，可以将导流管5和流体入口2一体设置成一根管道，而在导流管5的底部侧面设置至少一个孔52，并且其孔径大于颗粒的直径，能够容纳颗粒通过。则较之上一实施方式中独立设置的导流管5，该方案的结构更加便于制作和安装，在保证其效果的同时，还节省了制作的材料和成本。

图8显示了本发明的第四种实施方式的流化床换热器低阻力封头的剖面结构。如图8所示，可以设置导流管5的外径小于流体入口2的内径，则在导流管5的底部与流体入口2之间更加容易形成足以使颗粒通过的缝隙51。

图9显示了本发明第五种实施方式的流化床换热器低阻力封头的剖面结构。如图9所示，在导流管5的内周还可以设置多个疏通件53，疏通件53优选为倾斜的挡板或不规则枝杈或轻质填料。各疏通件53分别设置在导流管5上的不同高度处的内壁周围，并且可以根据需要设置一定的斜度。其中，当颗粒落到封头1中时，各疏通件53不会完全阻挡颗粒落到导流管5，但也会能够在颗粒下落时对其进行一定的疏通和分散，进一步避免了颗粒过于紧密而在导流管5中形成阻塞。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.流化床换热器低阻力封头，包括一个容纳颗粒的封头(1)，所述封头(1)的底部设有至少一个流体入口(2)，所述封头(1)的上方设有管板(3)，多根中空的换热管(4)安装在所述管板(3)上并且贯穿所述管板(3)，其特征在于：所述封头(1)的内部安装有竖直的导流管(5)，所述导流管(5)与所述流体入口(2)贯通，其中，所述导流管(5)的底部与所述封头(1)的内壁之间具有缝隙(51)，并且所述缝隙(51)的尺寸大于颗粒直径。

2.根据权利要求1所述的流化床换热器低阻力封头，其特征在于：所述封头(1)的内部还设有至少一块水平的分布板(7)，而所述分布板(7)上设有多个孔，其中，所述分布板(7)位于所述导流管(5)的上方。

3.根据权利要求1所述的流化床换热器低阻力封头，其特征在于：所述导流管(5)的截面形状为方形或圆形。

4.根据权利要求1所述的流化床换热器低阻力封头，其特征在于：各所述换热管(4)的底部均连接有中空的延长管(8)，各所述延长管(8)延伸到所述管板(3)的下方。

5.根据权利要求1所述的流化床换热器低阻力封头，其特征在于：所述管板(3)的下方还设有一块与其相固定的贴板(9)，而所述贴板(9)被各所述延长管(8)贯穿。

6.根据权利要求1所述的流化床换热器低阻力封头，其特征在于：所述导流管(5)通过支撑件(6)安装在所述封头(1)的内部。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的流化床换热器低阻力封头，其特征在于：所述导流管(5)的上部小于、等于或大于其中部和下部。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的流化床换热器低阻力封头，其特征在于：所述导流管(5)和所述流体入口(2)一体设置，在所述导流管(5)的底部侧面设有至少一个孔(52)，并且所述孔(52)的孔径大于颗粒的直径。

9.根据权利要求1-6中任一项所述的流化床换热器低阻力封头，其特征在于：所述导流管(5)的外径小于流体入口(2)的内径。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的流化床换热器低阻力封头，其特征在于：所述导流管(5)的内周上分布有多个疏通件(53)；所述疏通件(53)可以是倾斜的挡板或不规则枝杈或轻质填料。