CN210198151U - 一种流化床换热器换热管入口保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及流化床换热器领域，公开了一种流化床换热器换热管入口保护装置。该装置设置在封头的内部，所述封头的顶部设有一个管板，而多根竖直的换热管安装在所述管板上并且贯穿所述管板，各所述换热管的底部均连接有一根竖直的延长管，各所述延长管共同贯穿一块贴板，所述贴板可拆卸地连接在管板靠近封头的一侧。本实用新型中的保护装置在换热管的末端安装了可拆卸的外延管，则在设备运行时仅有外延管受到磨损，并在磨穿后可更换外延管，从而实现了对换热管的保护，不仅大幅度延长了换热管的检修周期，并且保证了设备运行的效率。

Description

一种流化床换热器换热管入口保护装置

技术领域

本实用新型涉及流化床领域，特别涉及一种流化床换热器换热管入口保护装置。

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。而常规的流化床换热器一般都是由颗粒循环装置和固定管板换热器组成，当流化床运作时，大量颗粒随着流体在固定管板换热器下方流化沸腾，然后连同流体一起进入换热管内部，而在沸腾过程中，颗粒会对换热管入口和管板造成强烈的磨损，往往会导致设备在运行一段时间后报废损坏。

目前，一般采用延长换热管下部的办法来解决其磨损问题，该方法一般有两种，并且各自具有其相应的弊端。其中一种方法是通过强度胀的方式将换热管和管板固定，让换热管入口远离固定管板，但这样不仅会降低换热管的承压能力，而且无法完全避免磨损，在使用中仍然会产生报废损坏。另一种方法是在换热管和管板采取焊接固定的工况下，为了保护端口的入口磨损，采取换热管口内插件的模式(图2)，而该方法虽然保护了换热管的端部，但是，由于无法判断内插管的磨损损耗程度，一旦内插管的侧壁被磨穿且未被及时发现，就会立刻开始磨损换热管，换热管与内插管重叠的部位仍然有可能受到磨损；另外，由于难以预测该部位何时会磨穿，则在使用中就需要频繁的停止设备并对换热管进行检修，从而大幅度影响了设备的运行效率。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种流化床换热器换热管入口保护装置。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种流化床换热器换热管入口保护装置，设置在封头的内部，所述封头的顶部设有一个管板，多根竖直的换热管安装在所述管板上并且贯穿所述管板，各所述换热管的底部均连接有一根竖直的延长管，各所述延长管共同贯穿一块贴板，所述贴板可拆卸地连接在所述管板靠近封头的一侧。

在一些实施方式中，所述贴板与所述管板通过卡扣、螺栓或点焊进行连接。由此，设置了贴板和管板的固定连接，可以对贴板进行稳定安装。

在一些实施方式中，所述延长管与所述贴板通过涨接、焊接、螺纹连接或者卡扣固定连接。由此，设置了延长管和贴板的固定连接的方式，贴板用于对延长管进行稳定安装。

在一些实施方式中，所述延长管包括一体成型的内插管和外延管，其中，所述内插管位于所述贴板的上方，所述外延管位于所述贴板的下方。由此，设置了延长管的结构，其中内插管用于与换热管相配合连接，以使用延长管进行导流。

在一些实施方式中，所述内插管插入到所述换热管中，其中，所述内插管的外径不大于所述换热管的内径。由此，设置了内插管与换热管的相配合连接的方式。

在一些实施方式中，所述换热管插入到所述内插管中，其中，所述换热管的外径不大于所述内插管的内径。由此，设置了内插管与换热管的另一种相配合连接的方式。

在一些实施方式中，所述换热管的内径不大于所述内插管的内径的1.5 倍。由此，设置了换热管与内插管的尺寸关系，其中，两者的尺寸比越小，延长管的寿命越长。

在一些实施方式中，所述外延管的长度不小于所述换热管的内径的4 倍。由此，设置外延管的长度足够长，则即使其被磨损甚至被磨穿，也不会波及换热管。

在一些实施方式中，所述贴板为厚金属多孔板并且不设置延长管，所述贴板上设有多个与各所述换热管相对应的通孔，所述贴板的厚度为不小于所述换热管内径的4倍。由此，设置了本实用新型的另一种实施方式，可见只要贴板的厚度足够大，也可以不设延长管，以金属板上的通孔代替延长管，其经受颗粒磨损的程度可进一步加强，大大延长更换入口保护装置的周期。

在一些实施方式中，各所述延长管与管板或各所述换热管分别单独通过涨接、焊接、螺纹连接或者卡扣进行固定连接。由此，设置了本实用新型的另一种实施方式，也可以不设贴板，每根延长管分别与其对应的换热管单独固定连接，便于拆卸更换。

本实用新型的有益效果是：通过换热管的末端安装了可拆卸的延长管，则在设备运行时仅有延长管的外延管受到磨损，并在外延管磨穿后可方便地拆卸并更换延长管，从而使换热管不受磨损；并且容易预测和便于观察外延管受磨损的程度，预判何时会磨穿，不需要频繁的停止设备并对换热管进行检修，大幅度延长了换热管的检修周期，实现了对换热管的保护，同时还保证了设备运行的效率。

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为现有技术中的换热器换热管口内插件结构示意图；

图3为应用了本实用新型一实施方式的流化床换热器的封头的剖面结构示意图；

图4为图3所示的流化床换热器的封头的换热管局部结构的示意图；

图5为图3中的入口保护装置的结构的示意图；

图6为本实用新型另一实施方式的入口保护装置的剖面结构示意图。

图中：封头1，管板2，换热管3，延长管4，贴板5，内插管6，外延管7，通孔8，封头组件10，流化床换热器11，颗粒分离器12，返料器13，流体入口14，套环15。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型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则显示了现有技术中的有技术中的换热器换热管口内插件结构。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。

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，同时从封头组件10 底部的流体入口处向封头组件10中通入液体或气体等流体，流体携带颗粒经过封头组件10顶部的换热管回到流化床换热器11中，然后可以进行换热工作。

而现有的封头中一般选择套环15作为换热管口内插件，其中，套环15 贯穿管板，并且套环15的一端与换热管相连接，另一端则优选地具有露出在管板另一侧的喇叭形端部。

图3示意性地显示了应用了本实用新型的一种实施方式的流化床换热器的封头的剖面结构，图4显示了图3中的流化床换热器的封头的换热管局部安装结构，图5则显示了图3中的入口保护装置的结构。如图3-5所示，该封头组件包括一个封头1，优选地，封头1为锥形。封头1的底部设有一个流体入口，在封头1的顶部设有管板2，而在管板2上安装有多根竖直并且中空的换热管3，其中，各换热管3贯穿管板2，并且换热管3的底部与管板2底部的高度相持平或相接近。

在各换热管3的底部均连接有一根竖直中空的延长管4，而在管板2 的下方还可拆卸地连接有一块贴板5，其中，各延长管4共同贯穿贴板5 并延伸到贴板5的下方。优选地，贴板5与管板2之间可以通过卡扣、螺栓或点焊进行连接。

各延长管4与贴板5之间可以通过涨接、焊接、螺纹连接或者卡扣固定连接，从而共同构成安装在封头1的内部的入口保护装置。其中，延长管4包括位于贴板5的上方的部位能够插入到换热管3中的内插管6，以及位于贴板5的下方的外延管7。

内插管6和外延管7一体成型，其中，内插管6需要插入到换热管3 中，因此其外径不大于换热管3的内径，而为了保证两者之间的安装的稳定性、流体的流通性以及颗粒不泄漏，换热管3的内径也不宜大于内插管6 的内径的1.5倍。根据模拟试验结果显示，在换热管3流量相同的情况下，随着换热管3的内径与内插管6的内径的比值的降低，入口保护装置的磨损速度也会降低，以该比值为1.5时为基准，该比值为1.2时入口保护装置的寿命的延长至该基准时的7倍，而该比值为1.1时入口保护装置的寿命则延长至该基准时的35倍。

此外，也可以设置延长管4的内径尺寸大于换热管3的外径，并在安装时将换热管3的底端插入到内插管6中，但在该情况下，封头1中液体在从延长管4流向换热管3时，可能由于两者连接处的缝隙会出现溢出或回流等现象。

优选地，使用一批换热器进行试验，其中各换热器的换热管3的尺寸相同，但其延长管4的长度各不相同，则可以得到换热管3的磨损度与其延长管4的长度具有一定的关系。以换热管3内径为15mm为例(表1)，当延长管4的长度为50mm时，则外延管往往会被磨穿而波及到换热管3，而当延长管4的长度为100mm时，则几乎不会磨损到换热管3。通过试验，可以将外延管7的长度设置为不小于换热管3的内径的4倍，则即使外延管7被颗粒运动磨穿，也不会波及到换热管3，从而能够大幅度延长换热管 3的寿命。

在使用中，当外延管7受到足够的磨损时，可以将该入口保护装置，即贴板5连同各延长管4一起从管板2各换热管3上拆卸下来，并将新的入口保护装置安装到管板2和各换热管3上即可。

表1延长管长度与换热管磨损关系

图6示意性地显示了根据本实用新型的另一种实施方式的入口保护装置的剖面结构，如图6所示，只要设置贴板5本身的厚度不小于换热管3 的内径的4倍，则不需要在贴板5上安装延长管也足以对管板2和换热管3 进行保护。其中，贴板5优选为厚钢锭等合适的金属制成，其上设置有多个与各换热管3相对应的通孔8，而各换热管3可以插入到各通孔8中，以使流体能够顺利流通。

此外，也可以不设置贴板，而是将各延长管分别与管板或与其对应的各换热管单独通过涨接、焊接、螺纹连接或者卡扣进行固定连接，以便于根据需要对各延长管单独进行拆卸和更换。

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

Claims (10)

1.一种流化床换热器换热管入口保护装置，设置在封头(1)的内部，所述封头(1)的顶部设有一个管板(2)，多根竖直的换热管(3)安装在所述管板(2)上并且贯穿所述管板(2)，其特征在于：各所述换热管(3)的底部均连接有一根竖直的延长管(4)，各所述延长管(4)共同贯穿一块贴板(5)，所述贴板(5)可拆卸地连接在所述管板(2)靠近封头的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种流化床换热器换热管入口保护装置，其特征在于：所述贴板(5)与所述管板(2)通过卡扣、螺栓或点焊进行连接。

3.根据权利要求1所述的一种流化床换热器换热管入口保护装置，其特征在于：各所述延长管(4)与所述贴板(5)通过涨接、焊接、螺纹连接或者卡扣进行固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种流化床换热器换热管入口保护装置，其特征在于：所述延长管(4)包括一体成型的内插管(6)和外延管(7)，其中，所述内插管(6)位于所述贴板(5)的上方，所述外延管(7)位于所述贴板(5)的下方。

5.根据权利要求4所述的一种流化床换热器换热管入口保护装置，其特征在于：所述内插管(6)插入到所述换热管(3)中，其中，所述内插管(6)的外径不大于所述换热管(3)的内径。

6.根据权利要求4所述的一种流化床换热器换热管入口保护装置，其特征在于：所述换热管(3)插入到所述内插管(6)中，其中，所述换热管(3)的外径不大于所述内插管(6)的内径。

7.根据权利要求5所述的一种流化床换热器换热管入口保护装置，其特征在于：所述换热管(3)的内径不大于所述内插管(6)的内径的1.5倍。

8.根据权利要求4-7其中之一所述的一种流化床换热器换热管入口保护装置，其特征在于：所述外延管(7)的长度不小于所述换热管(3)的内径的4倍。

9.根据权利要求1所述的一种流化床换热器换热管入口保护装置，其特征在于：所述贴板(5)为厚金属多孔板并且不设置延长管(4)，所述贴板(5)上设有多个与各所述换热管(3)相对应的通孔(8)，所述贴板(5)的厚度为不小于所述换热管(3)内径的4倍。

10.根据权利要求1所述的一种流化床换热器换热管入口保护装置，其特征在于：各所述延长管(4)与管板(2)或各所述换热管(3)分别单独通过涨接、焊接、螺纹连接或者卡扣进行固定连接。

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