CN220339169U - 一种缠绕管式换热器 - Google Patents

Abstract

一种缠绕管式换热器，包括有：竖向设置的壳程筒体，其内部具有相连通的换热腔、位于换热腔上方的气液分离腔，气液分离腔的顶部设有气相出口接管；螺旋缠绕的换热管，沿上下方向设于所述壳程筒体的换热腔内；竖向设置的导流筒，设于壳程筒体之换热腔内、换热管外围的位置，且导流筒下端的周缘与所述壳程筒体的内周壁相贴合，导流筒至少上部的侧周壁与所述壳程筒体的内周壁间隔相对而形成开口朝上的环形腔；所述壳程筒体上位于导流筒下方的位置设有壳程入口接管；所述壳程筒体上对应环形腔下部的位置设有连通环形腔的液相出口接管。与现有技术相比，本实用新型能实现气液分离的同时，又能使得分离后的气相与液相各自流出。

Description

一种缠绕管式换热器

技术领域

本实用新型属于换热器技术领域，具体涉及一种缠绕管式换热器。

背景技术

脱甲烷塔再沸器是利用管程介质热能将脱甲烷塔的塔底物料加热、分离，以提高脱甲烷塔中甲烷-氢、乙烯收率，实现甲烷与乙烷及以上轻烃组分的分离。

脱甲烷塔塔底再沸器目前多采用的是普通列管式换热器，基于普通列管式换热器的换热效果及温差设计缺陷，需要设计多台相并联的列管式换热器，从而使得流程更加复杂，占地面积增加，设备投资成本增加以及安装维护困难；同时还容易带来流量分配不均产生偏流现象，从而影响现场装置运行的稳定性，导致换热不均匀，最终会导致装置产品指标不合格。

现有的能实现气液分离的缠绕管式换热器如专利号为201920654173.3的实用新型专利《一种缠绕管式换热器》(授权公告号为CN209945069U)公开的结构，其包括有壳程筒体、芯体、上管板和上管箱封头，其中壳程筒体竖向设置，其内部具有腔室，腔室包括相连通且上、下分布的第一腔室和第二腔室，第一腔室的内径大于第二腔室的内径，第二腔室的高度根据工艺气体介质的冷凝量设计；壳程入口设置在第一腔室的上部，壳程出口设置在第二腔室的底部；且壳程筒体上设有供气体排出的排气口；上管板设置在壳程筒体的顶部，上管箱封头设置在上管板上，并与上管板间形成有第一内腔，且上管箱封头上设有第一管程接管和第二管程接管；芯体竖向设置在第一腔室内，该芯体包括有从内而外缠绕成具有多个管层的换热管、位于芯体底部上的浮动管板，换热管的上端部限位在上管板上，换热管的下端部限位在浮动管板上，浮动管板的下部连接有下管箱封头，下管箱封头与浮动管板间形成有第二内腔，该下管箱封头与壳程筒体间形成有供壳程介质通过的空间。

上述专利中，需要气液分离的壳程介质向下流动，与换热管内的管程介质进行换热，分离后的气体从第二腔室经扩大的第一腔室后，从排气口排出，分离后的液体经过第二腔室，并经过第二腔室底部的壳程出口排出，从而实现气液分离。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种同样能实现气液分离的缠绕管式换热器。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种缠绕管式换热器，包括有：

竖向设置的壳程筒体，其内部具有相连通的位于下部的换热腔、以及位于换热腔上方的气液分离腔，所述气液分离腔的顶部设有气相出口接管；

螺旋缠绕的换热管，沿上下方向设于所述壳程筒体的换热腔内；

其特征在于还包括有：

竖向设置的导流筒，设于壳程筒体之换热腔内、换热管外围的位置，且导流筒下端的周缘与所述壳程筒体的内周壁相贴合，导流筒至少上部的侧周壁与所述壳程筒体的内周壁间隔相对而形成开口朝上的环形腔；

所述壳程筒体上位于导流筒下方的位置设有壳程入口接管；

所述壳程筒体上对应环形腔下部的位置设有连通环形腔的液相出口接管。

如此，需要气液分离的壳程介质从壳程入口接管输入换热腔内，并沿着导流筒向上流动，与换热管内高温的管程介质进行换热，直至沸腾后的汽体溢出并进入气液分离腔内进行气液分离，分离后的气相介质从气相出口接管输出，分离后的液相介质沿着壳程筒体的内周壁向下流入环形腔内，并通过液相出口接管排出，从而实现气液分离；且整个过程中，分离前的壳程介质、分离后的气相介质、液相介质的流动路径不相干扰，避免出现流动短路及流动不充分等问题。

优选地，所述导流筒具有自其上端的周缘竖直向下延伸的直筒段、自直筒段的下端周缘倾斜向下延伸的锥体段，所述锥体段上小下大且其下端周缘即为所述导流筒下端的周缘，所述直筒段、锥体段与所述壳程筒体的内周壁之间形成上述的环形腔。

优选地，所述液相出口接管对应所述直筒段的下端设置。

进一步地，所述直筒段在上下方向上的长度大于所述锥体段的长度。

在上述各方案中，优选地，所述壳程筒体的侧周壁上位于导流筒上方、气液分离腔下方的位置设有管程入口接管，所述管程入口接管与所述换热管的上端管口连通；

所述壳程筒体的侧周壁或底端设有管程出口接管，所述管程出口接管位于所述导流筒下方、并与所述换热管的下端管口连通。

优选地，所述管程出口接管设于壳程筒体底端的管板上；所述壳程入口接管设于壳程筒体的侧周壁上，并位于管程出口接管的上方。

壳程入口接管设于壳程筒体的侧周壁上，一方面可以减少管板重量从而减轻设备重量，节约投资，另一方面方便留出气液分离空间，换热更加充分。管程出口接管设于壳程筒体底端的管板上，可以有效减少流动死区。

优选地，还包括有上下延伸的中心筒，设于所述壳程筒体的中央；

所述换热管至少有两组，螺旋缠绕在所述中心筒的外周，每组换热管的上下端口均设有各自对应的管程入口接管、管程出口接管。

优选地，各管程入口接管沿周向间隔设于壳程筒体的侧周壁上；各管程出口接管并排设于壳程筒体底端的管板上。

在上述各方案中，为进一步提升气液分离效果，优选地，还包括有用于分离气体中夹带的液滴的除沫器，设于气液分离腔内、气相出口接管下方的位置。从而除沫器能进一步分离出气相中夹带的液滴。本实用新型的除沫器可采用网板等现有结构。

优选地，所述缠绕管式换热器用于重沸器。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过增设导流筒，并对各接管的位置进行设计，使得使用时，需要气液分离的壳程介质从壳程入口接管输入换热腔内，并沿着导流筒向上流动，与换热管内高温的管程介质进行换热，直至沸腾后的汽体溢出并进入气液分离腔内进行气液分离，分离后的气相介质从气相出口接管输出，分离后的液相介质沿着壳程筒体的内周壁向下流入环形腔内，并通过液相出口接管排出，从而实现气液分离；且整个过程中，分离前的壳程介质、分离后的气相介质、液相介质的流动路径不相干扰，避免出现流动短路及流动不充分等问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例的部分结构示意图(省略换热管)；

图2为本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1、2所述，为本实用新型的一种缠绕管式换热器的一个优选实施例，该缠绕管式换热器包括有壳程筒体1、中心筒、换热管2、导流筒3、管板4以及除沫器5。

其中，壳程筒体1竖向设置，其内部具有相连通的位于下部的换热腔1a、以及位于换热腔1a上方的气液分离腔1b，气液分离腔1b的顶部设有气相出口接管11。换热腔1a底部的侧壁上设有壳程入口接管12。

管板4设于壳程筒体1的底端，并位于壳程入口接管12的下方。

中心筒上下延伸，并设于壳程筒体1的中央。中心筒的下端可支撑于管板4上。

导流筒3竖向设于换热腔1a内，并位于中心筒的外围、壳程入口接管12的上方。导流筒3具有自其上端的周缘竖直向下延伸的直筒段31、自直筒段31的下端周缘倾斜向下延伸的锥体段32，直筒段31在上下方向上的长度大于锥体段32的长度，锥体段32上小下大且其下端周缘与壳程筒体1的内周壁相贴合，直筒段31、锥体段32与壳程筒体1的内周壁之间形成开口朝上的环形腔10。同时，壳程筒体1上对应环形腔10下部的位置设有连通环形腔10的液相出口接管13。本实施例中，液相出口接管13对应直筒段31的下端设置。

换热管2由内至外螺旋缠绕在中心筒的外周，并沿上下方向设于壳程筒体1的换热腔1a内、导流筒3内围的位置。且壳程筒体1的侧周壁上位于导流筒3上方、气液分离腔1b下方的位置设有管程入口接管14，管程入口接管14与换热管2的上端管口连通；壳程筒体1底端的管板4上设有管程出口接管15，管程出口接管15位于导流筒3下方、并与换热管2的下端管口连通。本实施例中，换热管2有两组，螺旋缠绕在中心筒的外周，每组换热管2的上下端口均设有各自对应的管程入口接管14、管程出口接管15。各管程入口接管14沿周向间隔设于壳程筒体1的侧周壁上；各管程出口接管15并排设于壳程筒体1底端的管板4上。

上述除沫器5设于气液分离腔1b内、气相出口接管11下方的位置，用于分离气体中夹带的液滴。

使用时，需要气液分离的壳程介质从壳程入口接管12输入换热腔1a内，并沿着导流筒3向上流动，与换热管2内高温的管程介质进行换热，直至沸腾后的汽体溢出并进入气液分离腔1b内进行气液分离，分离后的气相介质从气相出口接管11输出，分离后的液相介质沿着壳程筒体1的内周壁向下流入环形腔10内，并通过液相出口接管13排出，从而实现气液分离。

本实施例的缠绕管式换热器可用于再沸器，如脱甲烷塔再沸器，脱甲烷塔的塔底物料可作为壳程介质经壳程入口接管12输入换热腔1a内进行加热、气液分离，以提高脱甲烷塔中甲烷-氢、乙烯收率。

在本实用新型的说明书及权利要求书中使用了表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“侧”、“顶”、“底”等，用来描述本实用新型的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，是基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本实用新型所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制，比如“上”、“下”并不一定被限定为与重力方向相反或一致的方向。

在本实用新型的说明书及权利要求书中还使用了“竖向”一词，意为基本沿上下方向，并不局限于仅仅是竖直方向，也可以是相对竖直方向略有偏斜。

Claims (8)

1.一种缠绕管式换热器，包括有：

竖向设置的壳程筒体(1)，其内部具有相连通的位于下部的换热腔(1a)、以及位于换热腔(1a)上方的气液分离腔(1b)，所述气液分离腔(1b)的顶部设有气相出口接管(11)；

螺旋缠绕的换热管(2)，沿上下方向设于所述壳程筒体(1)的换热腔(1a)内；

其特征在于还包括有：

竖向设置的导流筒(3)，设于壳程筒体(1)之换热腔(1a)内、换热管(2)外围的位置，且导流筒(3)下端的周缘与所述壳程筒体(1)的内周壁相贴合，导流筒(3)至少上部的侧周壁与所述壳程筒体(1)的内周壁间隔相对而形成开口朝上的环形腔(10)；

所述壳程筒体(1)上位于导流筒(3)下方的位置设有壳程入口接管(12)；

所述壳程筒体(1)上对应环形腔(10)下部的位置设有连通环形腔(10)的液相出口接管(13)。

2.根据权利要求1所述的缠绕管式换热器，其特征在于：所述导流筒(3)具有自其上端的周缘竖直向下延伸的直筒段(31)、自直筒段(31)的下端周缘倾斜向下延伸的锥体段(32)，所述锥体段(32)上小下大且其下端周缘即为所述导流筒(3)下端的周缘，所述直筒段(31)、锥体段(32)与所述壳程筒体(1)的内周壁之间形成上述的环形腔(10)。

3.根据权利要求2所述的缠绕管式换热器，其特征在于：所述液相出口接管(13)对应所述直筒段(31)的下端设置。

4.根据权利要求2所述的缠绕管式换热器，其特征在于：所述直筒段(31)在上下方向上的长度大于所述锥体段(32)的长度。

5.根据权利要求1～4中任一权项所述的缠绕管式换热器，其特征在于：所述壳程筒体(1)的侧周壁上位于导流筒(3)上方、气液分离腔(1b)下方的位置设有管程入口接管(14)，所述管程入口接管(14)与所述换热管(2)的上端管口连通；

所述壳程筒体(1)的侧周壁或底端设有管程出口接管(15)，所述管程出口接管(15)位于所述导流筒(3)下方、并与所述换热管(2)的下端管口连通。

6.根据权利要求5所述的缠绕管式换热器，其特征在于：还包括有上下延伸的中心筒，设于所述壳程筒体(1)的中央；

所述换热管(2)至少有两组，螺旋缠绕在所述中心筒的外周，每组换热管(2)的上下端口均设有各自对应的管程入口接管(14)、管程出口接管(15)。

7.根据权利要求6所述的缠绕管式换热器，其特征在于：各管程入口接管(14)沿周向间隔设于壳程筒体(1)的侧周壁上；各管程出口接管(15)并排设于壳程筒体(1)底端的管板(4)上。

8.根据权利要求1～4中任一权项所述的缠绕管式换热器，其特征在于：还包括有用于分离气体中夹带的液滴的除沫器(5)，该除沫器(5)设于气液分离腔(1b)内、气相出口接管(11)下方的位置。