CN204220127U - 一种管板式外取热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种管板式外取热器，其特征在于由进水或其他取热介质、汽水或其他被加热单元、取热单元、管板、进水管及换热管或汽水混合物套管等组成，设置一个进水口、一个汽水出口、一个催化剂进入口、一个或多个催化剂出口、流化气体进入口和分布器等；换热管下方可以设置催化剂携带气体的置换单元；以解决现有外取热器换热管束不便于维修和更换、管线和阀门使用量大及热量流失等问题。

Description

一种管板式外取热器

技术领域

本实用新型涉及热交换技术领域的一种管板式外取热器，特别是适用于石油化工及流化床锅炉过程中取出气固流化床过剩热量的管板式外取热器。

背景技术

在催化裂化工业装置中，催化剂在反应器和再生器之间循环；失活的催化剂在再生器中烧焦再生，再生后的催化剂循环回反应器。催化剂在再生器中的烧焦反应要放出大量的热量，当该热量超过了催化反应所需要的热量时，就需要设置外取热器来吸收这部分过量的热量，保证工艺操作的平稳进行。同时，外取热器也利用这部分过剩热量发生蒸汽，成为催化裂化装置中的一项重要节能措施。外取热器由于取热量大、操作灵便，在工业上的应用十分广泛。

现有的外取热器有多种型式，国内广泛使用的一种换热管外取热器，包括一个垂直设置的圆筒形壳体，壳体内垂直设置有多根套管式翅片换热管。每一根换热管为封闭式结构，主要有进水管和汽水混合物套管组成。每根换热管是一个独立的传热元件，构成一个具有独立的水-汽回路的换热单元。汽水混合物套管分为翅片管段和光管段，翅片管段的基管外表面布置纵向设置的翅片。

综上所述，每根换热管是一个独立的传热元件，即也是不可拆分的。在外取热器的实际运行中，换热管是热交换过程中最重要的部件，也是最容易出现问题、维修次数最多的部件，当进水管和汽水混合物套管任何一个出现问题或更换时，往往需要整根换热管进行维修或更换，较为麻烦，即使是可拆分式外取热器也免除不了该问题。其次，现有的外取热器需要大量的管线和阀门与距离较远的汽包相连，浪费钢材，热量也会流失，尤其是取热量大、管束多的外取热器，将会占大量的空间布置。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种管板式外取热器，以解决现有外取热器换热管不可拆分、维修不便以及浪费大量的管线、阀门、空间等问题。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种管板式外取热器，在其下部设置取热单元，该单元由壳体上部设置的催化剂进入口，下部设置的催化剂出口、流化气体进入口和分布器，内部设置的汽水混合物套管，进水管构成；在取热单元上部设置汽水或被加热介质单元，该单元壳体上设置有汽水出口，内部有进水管上半部分；在汽水或被加热介质单元上部设置进水或取热介质单元，该单元封头顶部设置有进水口。具体的说，是在现有外取热器的中上部设置两个管板，将容器分成三个单元：上部为进水或取热介质单元，中部为汽水或被加热介质单元，下部为取热单元。上管板至上封头为进水或取热介质单元，上封头顶部设置1~4个进水口；上管板与下管板之间为汽水或被加热介质单元，在汽水或被加热介质单元壳体上设置1~4个汽水出口，上管板布置一定数量的进水管；下管板至下封头之间为取热单元，取热单元壳体内设置取热管束，取热管束为内外套管式，外管为汽水混合物套管，内管为进水管，在取热单元上部设置一个催化剂进入口、下部设置一个或多个催化剂出口、流化气体进入口和分布器，下管板布置一定数量的汽水混合物套管。进水或取热介质单元和汽水或被加热介质单元由上管板隔开，汽水或被加热介质单元和取热单元由下管板隔开，且每个单元与管板之间均设置为可拆分式。

一种管板式外取热器，在取热单元下部设置催化剂携带气体置换单元，该置换单元壳体内设置气体置换元件，在气体置换元件与催化剂出口间设置置换介质入口和置换介质分布器。

具体的方案为：进水管与汽水混合物套管均安装于管板的下部，上部与管板平齐；进水管与汽水混合物套管布置数量和方位一致，上下管板安装后，进水管装进汽水混合物套管内，形成一个个独立水-汽回路的换热单元，汽水混合物套管则伸向下部的取热单元，对催化剂进行换热，这样就形成了一定数量的可拆分式换热管。进水管焊接在上管板上，汽水混合物套管焊接在下管板上，再生器或反应器中有多余热量的催化剂由催化剂进入口进入下部的取热单元；同时，冷却介质由进水或取热介质单元封头顶部的进水口进入上部的进水或取热介质单元，流入上管板布置的进水管中，然后进入下部取热单元的汽水混合物套管内，与由催化剂进入口进入的多余热量的催化剂进行热交换；热交换后，生成的水汽混合物经水汽混合物套管进入中部的汽水或被加热介质单元内，再通过汽水或被加热介质单元设置的汽水出口引出待用，取热后的催化剂则由取热单元下部设置的催化剂出口流出。

在取热单元下部和催化剂出口之间设置催化剂携带气体置换单元，内部设置气体置换元件，气体置换元件可以是格栅或单板，在气体置换元件下方设置置换介质分布器。

本实用新型的管板式外取热器与现有技术相比，具有如下的有益效果：

1、进水管与汽水混合物套管可形成独立水-汽回路的换热单元，也可拆分，便于检修和更换。

2、可以仅设置1~4个进水口和1~4个汽水出口即可，可免去现有外取热器大量的水汽进出口管线和阀门，减少钢材浪费，节省空间布置，减少热量流失，提高收益。

3、可以防止冷却后的催化剂携带氧气或烟气或其他反应介质。

附图说明

图1-图4均为管板式外取热器结构，具体地：

图1  管板式外取热器结构示意图。

图2  汽水混合物套管结构示意图。

图3  图2中A-A剖视图的一种结构。

图4  图2中A-A剖视图的另一种结构。

图5　为设置催化剂携带气体置换作用的外取热器。

图中：1、进水或取热介质单元，2、汽水或被加热介质单元，3、取热单元，4、进水口，5、汽水出口，6、上管板，7、下管板，8、进水管，9、汽水混合物套管，10、流化气体进入口，11、分布器，12、催化剂进入口，13、催化剂出口，14、光管，15、翅片管，16、气体置换元件，17、置换介质入口，18、置换介质分布器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，旨在帮助读者理解本实用新型的特点和实质，但附图和具体实施方式内容并不限制本实用新型的可实施范围。

如图1所示，一种管板式外取热器，它包括取热单元3，该单元由上部设置的催化剂进入口12，下部设置的催化剂出口13、流化气体进入口10和分布器11，内部设置的汽水混合物套管9，进水管8构成；它还包括位于取热单元3上部的汽水或被加热介质单元2，该单元壳体上设置有汽水出口5，内部有进水管8上部分；以及还包括位于汽水或被加热介质单元2上部的进水或取热介质单元1，该单元封头顶部设置有进水口4。进水或取热介质单元1和汽水或被加热介质单元2由上管板6隔开，汽水或被加热介质单元2和取热单元3由下管板7隔开，且每个单元与管板之间均设置为可拆分式。上管板6布置一定数量的进水管8，下管板7布置一定数量的汽水混合物套管9，且布置的进水管8与汽水混合物套管9数量和方位均一致，上管板6与下管板7按方位安装后，形成一个个独立的水-汽回路换热单元。在进水或取热介质单元1封头顶部设置1~4个进水口4，汽水或被加热介质单元2壳体上设置1~4汽水出口5，取热单元3上部设置一个催化剂进入口12，下部设置一个或多个催化剂出口13、流化气体进入口10和分布器11。

再生器或反应器中有多余热量的催化剂由催化剂进入口12进入下部的取热单元3；同时，取热介质由进水或取热介质单元1顶部的进水口4进入上部的进水或取热介质单元1，流入上管板6布置的进水管8中，然后进入下部取热单元3的汽水混合物套管9内，与由催化剂进入口12进入的多余热量的催化剂进行热交换；热交换后，生成的汽水混合物经汽水混合物套管9进入中部的汽水或被加热介质单元2内，再通过汽水或被加热介质单元2设置的汽水出口5引出待用，催化剂则由取热单元3下部设置的催化剂出口13流出。流化气体进入口10和分布器11可调节催化剂的冷却程度。

如图2、3、4所示，一种管板式外取热器的汽水混合物套管9，可设置为光管14，也可设置为翅片管15，具体由取热量而定。

如图５所示，一种管板式外取热器，在取热单元3下部设置气体置换元件16，气体置换元件16具有汽提功能，用于置换出催化剂携带的气体，在气体置换元件16下部设置置换介质入口17和置换介质分布器18。

本实用新型管板式外取热器，主要用于石油加工行业的催化裂化装置，以及与其工艺过程类似的其它催化转化装置，例如MTO（甲醇转化制烯烃）装置；还可应用于具有相似要求的其它热传递场所。

本发明的取热介质可以为气体流体，如反应原料。

Claims (6)

1.一种管板式外取热器，包括取热单元（3），该单元由壳体上部设置的催化剂进入口（12），下部设置的催化剂出口（13）、流化气体进入口（10）和分布器（11），内部设置的汽水混合物套管（9），进水管（8）构成；其特征在于，它还包括位于取热单元（3）上部的汽水或被加热介质单元（2），该单元壳体上设置有汽水出口（5），内部有进水管（8）上半部分；以及还包括位于汽水或被加热介质单元（2）上部的进水或取热介质单元（1），该单元封头顶部设置有进水口（4）。

2.如权利要求1所述的管板式外取热器，其特征在于，在进水或取热介质单元（1）的顶部设置1~4个进水口（4），汽水或被加热介质单元（2）的壳体上设置1~4个汽水出口（5），取热单元（3）的上部设置一个催化剂进入口（12）、下部设置一个或多个催化剂出口（13）。

3.如权利要求1所述的管板式外取热器，其特征在于，进水或取热介质单元（1）和汽水或被加热介质单元（2）由上管板（6）隔开，汽水或被加热介质单元（2）和取热单元（3）由下管板（7）隔开，且每个单元与管板之间均设置为可拆分式。

4.如权利要求3所述的管板式外取热器，其特征在于，上管板（6）设置一定数量的进水管（8），下管板设置一定数量的汽水混合物套管（9）；进水管（8）与汽水混合物套管（9）设置数量及方位均一致。

5.如权利要求4所述的管板式外取热器，其特征在于，汽水混合物套管（9）可设置为光管（14）、也可设置为翅片管（15）。

6.如权利要求1所述的管板式外取热器，其特征在于，在取热单元（3）下部设置气体置换元件（16），在气体置换元件（16）下部设置置换介质入口（17）和置换介质分布器（18）。