專利名稱：氣-固流化床取熱單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種取熱單元，屬換熱設(shè)備，特別適用于石油化工過程中取出氣－固流化床過剩熱量的設(shè)備。
現(xiàn)有技術(shù)中，用于氣－固流化床的單套管翅片式取熱單元是由小管徑內(nèi)外套管組成，外壁焊有翅片，CN90103413.4公開了這種取熱單元。
單套管翅片式取熱單元是小管徑的內(nèi)外套管結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)冷卻水自然循環(huán)時，因管徑小，取熱量不能過大；其外套管的外壁焊有翅片，試圖強化傳熱，但其結(jié)構(gòu)方式?jīng)]有從根本上消除翅頂與翅基之間的溫差應(yīng)力，僅靠減少翅片厚度來減緩該應(yīng)力，翅片長度方向的應(yīng)力變形大，因而熱阻大，傳熱效率不高。單套管翅片式取熱單元的傳熱系數(shù)約2000－2500KJ／m2.h.°k(折算到殼體外壁面積上)，大負(fù)荷取熱時，實現(xiàn)冷卻水自然循環(huán)有困難。
本實用新型旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而設(shè)計的一種傳熱系數(shù)高、取熱量大、有利于實現(xiàn)冷卻水自然循環(huán)、且結(jié)構(gòu)簡單、便于制造的氣－固流化床取熱單元。
為實現(xiàn)本實用新型的目的，設(shè)計了大口徑立式套管，外壁帶有避免溫差應(yīng)力的強化傳熱構(gòu)件的取熱單元，垂直置于氣－固流化床中。見附圖
一。取熱單元的殼體(3)是一個底端帶有封頭的管子，其內(nèi)同軸設(shè)置一根管子并插至殼體(3)的底部，稱下降管(4)，殼體(3)的外壁設(shè)有避免溫差應(yīng)力的強化傳熱構(gòu)件(5)。冷卻水自下降管入口(1)引入，依靠重位差流至殼體(3)底部，在殼體(3)與下降管(4)之間的環(huán)狀空間受熱并蒸發(fā)產(chǎn)汽，汽水混合物向上流動，自殼體(3)上端的出口(2)引出。
采用本實用新型的氣－固流化床取熱單元，傳熱系數(shù)可達2700－6000KJ／m2.h.°k(折算到殼體外壁面積上)，每組取熱負(fù)荷可達2500－7000KW，大負(fù)荷取熱時，易實現(xiàn)冷卻水自然循環(huán)，且結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝方便。
附圖的圖面說明如下圖一是具有齒形肋片的氣－固流化床取熱單元；
圖二是具有加強傳熱小管的氣－固流化床取熱單元；圖三是具有齒形肋片和傳熱小管的氣－固流化床取熱單元；圖四是具有傳熱銷釘?shù)臍猓塘骰踩釂卧?br> 下面結(jié)合實施例對本實用新型作進一步陳述殼體(3)用直徑為150－400毫米的無縫鋼管，下降管(4)用直徑為65－250毫米的無縫鋼管，殼體(3)與下降管(4)之間的環(huán)狀空間有足夠的寬度，不小于27毫米，且其流通面積與下降管(4)的流通面積之比應(yīng)在1.0－3.5范圍內(nèi)；殼體(3)的高度不大于9米；下降管(4)與殼體(3)間設(shè)幾處定位板，保證其同心度；下降管(4)下端與殼體(3)底端間的距離為下降管(4)直徑的1.5－2.5倍，保證封頭充分冷卻，不被燒壞，且局部阻力小。取熱產(chǎn)汽壓力小于6.5MPa時，殼體(3)選用無縫碳鋼管。
避免溫差應(yīng)力而變形的強化傳熱構(gòu)件有不同形式圖一是具有齒形肋片的氣－固流化床取熱單元。其強化傳熱構(gòu)件(5)為沿殼體(3)圓周均勻布置的、在殼體(3)軸向分段且錯列排列的齒形肋片。齒形肋片沿殼體(3)徑向的頂部每隔一定距離開有槽口，該距離可為100－200毫米，以消除肋頂和肋基的溫差應(yīng)力。肋片可較高而厚，熱阻小。
圖二是具有加強傳熱小管的氣－固流化床取熱單元。其強化傳熱構(gòu)件(5)是與殼體(3)下部和上部連通的傳熱小管(6)。傳熱小管(6)軸線與殼體(3)軸線平行，均勻布設(shè)在殼體(3)周圍。
圖三是具有齒形肋片和傳熱小管的氣－固流化床取熱單元。其強化傳熱構(gòu)件(5)是與殼體(3)上下部連通的傳熱小管(7)和齒形肋片(8)的組合。
圖四是具有傳熱銷釘?shù)臍猓塘骰踩釂卧?。其強化傳熱?gòu)件(5)是銷釘(9)結(jié)構(gòu)，銷釘(9)呈三角形均勻設(shè)在殼體(3)的周圍，銷釘(9)與殼體(3)的軸線垂直，釘頭向上彎曲，以減少銷釘(9)對流化床中固體顆粒的破碎作用。
權(quán)利要求1.一種氣-固硫化床取熱單元，由內(nèi)外套管和強化傳熱翅片組成，其特征在于設(shè)計了大口徑立式套管，垂直置于氣-固流化床中；套管殼體(3)是一個底端帶有封頭的管子，其內(nèi)同軸設(shè)置一根下降管(4)并插至殼體(3)的底部；殼體(3)的外壁設(shè)有避免溫差應(yīng)力的強化傳熱構(gòu)件(5)。
2.按權(quán)利要求1所述的氣－固流化床取熱單元，其特征在于殼體(3)與下降管(4)之間的環(huán)狀空間有足夠的寬度，且其流通面積與下降管(4)的流通面積之比在1.0－3.5范圍內(nèi)，下降管(4)下端與殼體(3)底端間的距離為下降管(4)直徑的1.5－2.5倍。
3.按權(quán)利要求1和2所述的氣－固流化床取熱單元，其特征在于下降管(4)與殼體(3)間設(shè)幾處定位板，保證其同心度。
4.按權(quán)利要求1和3所述的氣－固流化床取熱單元，其特征在于其避免溫差應(yīng)力的強化傳熱構(gòu)件(5)可以是齒形肋片，肋片沿殼體(3)圓周均勻布置，在殼體(3)軸向分段、錯列排列，且沿殼體(3)徑向的頂部每隔一定距離開有槽口，肋片可較高而厚。
5.按權(quán)利要求1和3所述的氣－固流化床取熱單元，其特征在于其避免溫差應(yīng)力的強化傳熱構(gòu)件(5)可以是與殼體(3)下部和上部連通的傳熱小管(6)，傳熱小管(6)軸線與殼體(3)軸線平行，均勻布置在殼體(3)周圍。
6.按權(quán)利要求1和3所述的氣－固流化床取熱單元，其特征在于其避免溫差應(yīng)力的強化傳熱構(gòu)件(5)可以是與殼體(3)上下連通的傳熱小管(7)和齒形肋片(8)的組合。
7.按權(quán)利要求1和3所述的氣－固流化床取熱單元，其特征在于其避免溫差應(yīng)力的強化傳熱構(gòu)件(5)可以是傳熱銷釘(9)，銷釘(9)均勻設(shè)在殼體(3)的周圍，與殼體(3)的軸線垂直，釘頭向上彎曲。
專利摘要本實用新型涉及一種氣-固流化床取熱單元。設(shè)計了大口徑立式套管、外壁帶有避免溫差應(yīng)力的強化傳熱構(gòu)件的取熱單元，垂直置于氣-固硫化床中，取熱單元的殼體是一個底端帶有封頭的管子，殼體內(nèi)同軸設(shè)置一根下降管并插至殼體底部。冷卻水自下降管入口引入，依靠重位差流至殼體底部，在殼體與下降管之間的環(huán)狀空間受熱并蒸發(fā)產(chǎn)汽，汽水混合物向上流動，自殼體上端的出口引出。本實用新型的氣-固流化床取熱單元的傳熱系數(shù)可達2700-6000KJ/m
文檔編號F28D1/04GK2105657SQ9122748
公開日1992年5月27日 申請日期1991年11月1日 優(yōu)先權(quán)日1991年11月1日
發(fā)明者焦風(fēng)岐, 張立新, 陳禮珮, 董石亞, 黎國磊, 張碩德 申請人:中國石油化工總公司洛陽石油化工工程公司