本發(fā)明涉及一種外取熱器，具體地涉及一種用于固體顆粒冷卻的外取熱器。

背景技術(shù)：

在氣固流化床反應(yīng)裝置中，如石油烴催化裂化催化劑再生反應(yīng)、流化床甲醇制烯烴、芳烴等過程，需要通過控制催化劑溫度，保證工藝參數(shù)，維持系統(tǒng)熱平衡以達到裝置工藝目的及平穩(wěn)運行的要求。

上述催化劑通常為固體顆粒狀。目前，通常采用外取熱器來調(diào)節(jié)這些催化劑的溫度?，F(xiàn)有的外取熱器內(nèi)部布置有由若干取熱管構(gòu)成的取熱管束，取熱管束的末端一致朝下或一致朝上。催化劑取熱區(qū)均設(shè)置在催化劑入口以下。流化氣體分布裝置設(shè)在底部。

為了使催化劑與取熱管之間充分接觸換熱，通常在外取熱器底部提供流化分布器，用于噴射流化介質(zhì)以使催化劑呈流化狀態(tài)。然而，由于為了達到催化劑與取熱管之間的足夠的換熱面積，取熱管一般具有較大的長度，這造成為了充分流化催化劑使之在取熱管的大致整個長度上與取熱管接觸，需要采用噴射壓力大、功耗大的流化介質(zhì)分布器。這樣的流化介質(zhì)分布器需要提供比氣固流化床反應(yīng)裝置中已有的流體泵送設(shè)備所能提供的更高的壓力，因此需要專門增壓，例如增設(shè)增壓機，這進一步增加了能耗和成本。

因此需要發(fā)明一種高壓流化介質(zhì)用量少、傳熱效率高、調(diào)節(jié)靈活的用于調(diào)節(jié)固體顆粒溫度的外取熱器。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種外取熱器，其能夠至少部分地彌補現(xiàn)有外取熱器技術(shù)的不足。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供一種外取熱器，用于調(diào)節(jié)固體顆粒的溫度，所述外取熱器包括：殼體，其側(cè)壁上設(shè)置有用于固體顆粒的入口和出口，所述入口位于所述殼體的上部；上部管束，其包括沿所述殼體的軸向從殼體的上端插入并支撐在所述殼體中的多個取熱管；下部管束，其包括沿所述殼體的軸向從殼體的下端插入并支撐在所述殼體中的多個取熱管，所述下部管束與上部管束的多個取熱管相隔一定距離；以及設(shè)置在所述殼體內(nèi)部的第一流化介質(zhì)分布器和第二流化介質(zhì)分布器，用于噴射流體以使所述固體顆粒流化，其中，所述第一流化介質(zhì)分布器靠近所述殼體的下端，所述第二流化介質(zhì)分布器設(shè)置在所述上部管束和下部管束之間，所述第一和第二流化介質(zhì)分布器控制所述殼體的下部和上部中的固體顆粒的流化。

優(yōu)選地，該外取熱器配置為能夠彼此獨立地控制所述第一和第二流化介質(zhì)分布器。

所述第一和第二流化介質(zhì)分布器可以具有相同的結(jié)構(gòu)。

在一些實施例中，所述第二流化介質(zhì)分布器可以由金屬管道構(gòu)成，所述金屬管道上設(shè)置有多個噴嘴。優(yōu)選地，所述金屬管道可以包括呈樹枝狀分叉的管道和具有環(huán)形形狀的管道中的至少一種。

優(yōu)選地，所述第一流化介質(zhì)分布器布置在所述下部管束的取熱管之間以及取熱管與所述殼體的側(cè)壁之間的空隙中。

在一些實施例中，所述外取熱器還可以包括第三流化介質(zhì)分布器，其設(shè)置在所述殼體內(nèi)部，靠近并低于所述用于固體顆粒的入口，用于使固體顆粒在入口附近的分布均化。

在一些實施例中，所述用于固體顆粒的出口包括設(shè)置在殼體下部的第一出口?？蛇x地，所述用于固體顆粒的出口還可以包括設(shè)置在殼體上部的第二出口。

在另一些實施例中，所述用于固體顆粒的入口和出口可以由位于所述殼體的上部的同一個開口形成。

在一些實施例中，所述上部管束和下部管束可以具有不同的結(jié)構(gòu)。

在一些實施例中，所述上部管束和下部管束中的至少一者的多個取熱管各自包括給水內(nèi)管和套設(shè)在所述給水內(nèi)管外部的汽水混合物套管，所述給水內(nèi)管的第一端開放并被所述汽水混合物套管包圍，第二端從所述汽水混合物套管的相應(yīng)一端穿出；并且所述上部管束和下部管束中的所述至少一者還包括第一封頭，所述多個取熱管穿過并固定于所述第一封頭上。

作為替代或補充，所述上部管束和下部管束中的至少一者的多個取熱管各自包括給水內(nèi)管和套設(shè)在所述給水內(nèi)管外部的汽水混合物套管，所述給水內(nèi)管的第一端被所述汽水混合物套管包圍，第二端從所述汽水混合物套管的相應(yīng)一端穿出；所述上部管束和下部管束中的所述至少一者還包括管箱，該管箱形成彼此分隔的給水隔室和汽水混合物隔室，所述給水隔室設(shè)置有通往殼體外部的給水入口，所述汽水混合物隔室設(shè)置有通往殼體外部的汽水混合物出口；并且所述至少一者的所有取熱管的給水內(nèi)管連通至所述給水隔室，所有汽水混合物套管連通至所述汽水混合物隔室。

在一些實施例中，所述管箱可以包括：管箱筒體，其側(cè)壁上設(shè)置有所述汽水混合物出口；第一管板，其安裝至管箱筒體的第一端，所述取熱管的汽水混合物套管連接至設(shè)置在第一管板上的汽水混合物開口；第二管板，其安裝至管箱筒體的第二端，所述取熱管的給水內(nèi)管穿出所述汽水混合物套管并穿過所述第一管板而連接至設(shè)置在第二管板上的給水開口，所述管箱筒體、第一管板和第二管板包圍形成所述汽水混合物隔室；以及第二封頭，其罩設(shè)在所述第二管板上，與第二管板包圍形成所述給水隔室，所述給水入口設(shè)置在該第二封頭上。

所述汽水混合物套管可以包括由光管、翅片管、釘頭管構(gòu)成的組中的一者或多者。

在根據(jù)本發(fā)明實施例的外取熱器中，設(shè)置了靠近殼體下端的第一流化介質(zhì)分布器和位于中部的第二流化介質(zhì)分布器以控制殼體下部和上部中的固體顆粒的流化，這樣第一和第二流化介質(zhì)分布器中的每一個可以僅具有較小的功率即能滿足需要。相比于現(xiàn)有技術(shù)中采用位于底部的流化介質(zhì)分布器來流化整個外取熱器內(nèi)部的固體顆粒，根據(jù)本發(fā)明實施例的外取熱器中兩個流化介質(zhì)分布器的操作靈活，控制效果好，而且使得采用該外取熱器的裝置不需要增加額外的增壓設(shè)備，降低了功耗和成本。

附圖說明

通過參照以下附圖所作的對非限制性實施例的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯。其中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例1的外取熱器的構(gòu)造示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例2的外取熱器的構(gòu)造示意圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例3的外取熱器的構(gòu)造示意圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例4的外取熱器的構(gòu)造示意圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明實施例5的外取熱器的構(gòu)造示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本申請作進一步的詳細說明。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋相關(guān)發(fā)明，而非對該發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與發(fā)明相關(guān)的部分。

圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例1的外取熱器100的構(gòu)造示意圖。如圖1所示，外取熱器100包括：殼體110、上部管束120、下部管束130和設(shè)置在殼體110內(nèi)部的第一流化介質(zhì)分布器150和第二流化介質(zhì)分布器160。上部管束120包括沿殼體110的軸向從殼體110的上端插入并支撐在所述殼體110中的多個取熱管120a。下部管束130包括沿殼體110的軸向從殼體110的下端插入并支撐在殼體110中的多個取熱管130a。

上部管束120和下部管束130之間優(yōu)選相隔一定距離。

第一流化介質(zhì)分布器150和第二流化介質(zhì)分布器160，用于噴射流體以使所述固體顆粒流化。所噴射的流體例如為空氣。第一流化介質(zhì)分布器150靠近殼體110的下端布置，第二流化介質(zhì)分布器160位于殼體110的中部。優(yōu)選地，第二流化介質(zhì)分布器160設(shè)置在上部管束120和下部管束130之間。所述第一和第二流化介質(zhì)分布器150、160用于控制殼體110下部和上部中的固體顆粒的流化。

優(yōu)選地，外取熱器100配置成能夠彼此獨立地控制第一和第二流化介質(zhì)分布器150、160。例如，第一和第二流化介質(zhì)分布器150、160由不同的控制電路(未示出)控制，從而實現(xiàn)獨立的啟停和功率大小調(diào)節(jié)。獨立控制的第一和第二流化介質(zhì)分布器150、160有利于配合上部管束和下部管束實現(xiàn)有效的換熱調(diào)節(jié)，提高換熱效率以及/或者減低流化介質(zhì)分布器的功耗。例如，當(dāng)進入外取熱器100的待冷卻固體顆粒的溫度較低時，可以降低第二流化介質(zhì)分布器160的工作功率甚至關(guān)閉第二流化介質(zhì)分布器160，而打開第一流化介質(zhì)分布器150；當(dāng)進入外取熱器100的待冷卻固體顆粒的溫度較高時，可以同時打開第一和第二流化介質(zhì)分布器150、160，擇一或者同時調(diào)大兩者的工作功率。

根據(jù)本發(fā)明實施例的外取熱器100不限于流化介質(zhì)分布器的具體結(jié)構(gòu)。作為示例，第二流化介質(zhì)分布器160可以由具有多個噴嘴的管道形成，管道可以例如呈樹枝狀分叉，也可以具有環(huán)形形狀。例如，所述管道可以是金屬管。

優(yōu)選地，第一流化介質(zhì)分布器150和第二流化介質(zhì)分布器160可以具有相同的結(jié)構(gòu)。

另外，外取熱器還可以包括第三流化介質(zhì)分布器(未示出)，其設(shè)置在殼體110的內(nèi)部，靠近并低于用于固體顆粒的入口111。第三流化介質(zhì)分布器可以僅提供較小壓力、局部地分布在入口111附近的噴射流體，用于改變固體顆粒從入口111進入時的集中分布的狀態(tài)。第三流化介質(zhì)分布器有助于實現(xiàn)固體顆粒在殼體周向上的均勻分布；但是由于其位置和提供的噴射流體的壓力局限，并不能夠單獨用于實現(xiàn)固體顆粒在殼體上部的充分流化。第三流化介質(zhì)分布器與第一和第二流化介質(zhì)分布器的結(jié)合使用允許實現(xiàn)更加有效的換熱。殼體110通常為金屬筒體。在圖示示例中，殼體的上部周邊均勻地布置若干支座113，便于與其它相關(guān)設(shè)備連接。殼體110的內(nèi)壁可以敷設(shè)有隔熱耐磨襯里，側(cè)壁上設(shè)置有用于被冷卻物質(zhì)的入口111和出口。在所示示例中，所述用于固體顆粒的入口111設(shè)置在殼體110的上半部分上。用于固體顆粒的出口包括設(shè)置在殼體110下部的第一出口112和設(shè)置在殼體110上部的第二出口112’。

第二出口112’例如用于取出被初步冷卻的物質(zhì)。第二出口112’可以用于取出大致處于固體顆粒工作溫度的固體顆粒，而第一出口212可以用于取出冷卻至更低溫度、可以與高溫固體顆粒混合以達到所述工作溫度的固體顆粒。

外取熱器100工作時，固體顆粒從入口111進入殼體110，在上部傳熱區(qū)(殼體上部區(qū)域)中被第二流化介質(zhì)分布器160噴射的流體介質(zhì)流化，與上部管束120的取熱管接觸換熱。部分換熱后的固體顆?？梢酝ㄟ^第二出口112’流出，例如進入需要相應(yīng)溫度該種固體顆粒(如催化劑)的裝置單元，如催化裂化裝置的提升管反應(yīng)器底部。設(shè)置第二流化介質(zhì)分布器150可實現(xiàn)上部傳熱區(qū)固體顆粒的流化和傳熱，也可實現(xiàn)上部傳熱區(qū)和下部傳熱區(qū)(殼體下部區(qū)域)的催化劑交換。通過控制第二流化介質(zhì)分布器160噴射的流化介質(zhì)的量可以有效地控制該區(qū)固體顆粒和取熱管120a的換熱和該傳熱區(qū)催化劑的混合。

部分經(jīng)過上部傳熱區(qū)換熱后的固體顆粒落入下部傳熱區(qū)(殼體下部區(qū)域)。落入下部傳熱區(qū)的固體顆粒再次由第一流化介質(zhì)分布器150噴射的流體介質(zhì)流化，從而與下部管束130的取熱管130a接觸換熱，換熱后的固體顆粒可以通過設(shè)置在下部傳熱區(qū)的出口112流出。

下面結(jié)合圖1僅以示例方式介紹上部管束120的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

在圖1所示示例中，上部管束120的多個取熱管120a各自包括給水內(nèi)管121和套設(shè)在給水內(nèi)管121外部的汽水混合物套管122，給水內(nèi)管121的第一端(圖中所示下端)開放并被汽水混合物套管122包圍，第二端(圖中所示上端)從汽水混合物套管122的相應(yīng)一端穿出。

汽水混合物套管122可以包括由光管、翅片管、釘頭管構(gòu)成的組中的一者或多者。

如圖1所示，上部管束120還包括第一封頭120b，多個取熱管120a穿過并固定于第一封頭120b上。第一封頭120b可以包括法蘭114，用于與設(shè)置在殼體110一端的法蘭114連接。殼體110的兩端可以設(shè)置有法蘭114，第一封頭120b與殼體110通過法蘭114連接，安裝、拆除方便。

在所示示例中，上部管束120的每個取熱管120a的給水內(nèi)管121連接至給水集合管11，例如經(jīng)由給水集合管入口11a連接至給水集合管11。在一些優(yōu)選示例中，上部管束120的多個取熱管120a的給水內(nèi)管121分為至少兩組，每一組包括至少兩個給水內(nèi)管121，同一組中的給水內(nèi)管121的第二端連接至同一給水集合管11。每個給水集合管11上設(shè)置有用于控制其通斷的閥門(未示出)。

此外，如圖1所示，上部管束120的每個取熱管120a的汽水混合物套管122連接至汽水混合物集合管12，例如經(jīng)由汽水混合物集合管入口12a連接至集合管12。在一些優(yōu)選的示例中，上部管束120的多個取熱管120a的汽水混合物套管122分為至少兩組，同一組中的汽水混合物套管122的相應(yīng)一端連接至同一汽水混合物集合管12，每一個汽水混合物集合管12上設(shè)置有用于控制其通斷的閥門(未示出)。

這樣就形成了一定數(shù)量的可分組控制的取熱管120a。當(dāng)某組取熱管120a出現(xiàn)故障或設(shè)備負荷變化時，只需關(guān)閉該組取熱管即可，設(shè)備仍可正常運行，可操作性強，可靠性高。

上部管束120工作時，水進入第一封頭120b上布置的多個給水集合管入口11a，每個給水集合管入口11a對應(yīng)連接一個給水集合管11，每個給水集合管11將例如每組中的多個給水內(nèi)管121連通，水通過給水集合管入口11a經(jīng)過給水集合管11進入每個給水內(nèi)管121內(nèi)；然后，水經(jīng)過給水內(nèi)管121進入汽水混合物套管122與給水內(nèi)管121之間的環(huán)形通道內(nèi)；通過汽水混合物套管122的管壁與從入口111進入的熱催化劑進行熱交換，水受熱變化為汽水混合物，經(jīng)由汽水混合物套管進入連接汽水混合物套管122的多個汽水混合物集合管12；最后通過汽水混合物集合管12設(shè)置的汽水混合物出口12a流出。

下面結(jié)合圖1詳細介紹下部管束130的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

如圖1所示，下部管束130的多個取熱管130a各自包括給水內(nèi)管131和套設(shè)在給水內(nèi)管131外部的汽水混合物套管132，給水內(nèi)管131的第一端(圖中所示上端)開放并被汽水混合物套管132包圍，第二端(圖中所示下端)從汽水混合物套管132的相應(yīng)一端穿出。

汽水混合物套管132可以包括由光管、翅片管、釘頭管構(gòu)成的組中的一者或多者。

如圖1所示，下部管束130還包括管箱130b，管箱130b形成彼此分隔的給水隔室和汽水混合物隔室，所述給水隔室設(shè)置有通往殼體110外部的給水入口24a，汽水混合物隔室設(shè)置有通往殼體110外部的汽水混合物出口21a。下部管束130的所有取熱管的給水內(nèi)管連通至所述給水隔室，所有汽水混合物套管連通至所述汽水混合物隔室。

作為示例，如圖1所示，管箱130b包括：管箱筒體21，第一管板22，第二管板23和第二封頭24。管箱筒體21的側(cè)壁上設(shè)置有汽水混合物出口21a。

第一管板22安裝至管箱筒體21的第一端，取熱管130a的汽水混合物套管132連接至設(shè)置在第一管板22上的汽水混合物開口。第二管板23安裝至管箱筒體21的第二端，取熱管130a的給水內(nèi)管131穿出汽水混合物套管132并穿過第一管板22而連接至設(shè)置在第二管板23上的給水開口，管箱筒體21、第一管板22和第二管板23包圍形成所述汽水混合物隔室。

第二封頭24罩設(shè)在第二管板23上，與第二管板23包圍形成給水隔室，給水入口24a設(shè)置在該第二封頭24上。第二封頭24包括法蘭114，用于與設(shè)置在殼體110一端的法蘭114連接。

這樣，給水入口24a、第二封頭24與管箱130b的第二管板23之間的空間和給水內(nèi)管121構(gòu)成水進入通路，管箱130b的第一管板22、第二管板23之間的空間、取熱管130a的汽水混合物套管132與給水內(nèi)管131環(huán)隙、取熱管的端蓋及管箱130b側(cè)面設(shè)置的汽水物出口211a共同構(gòu)成汽水混合物通路，從而構(gòu)成一個具有獨立的水-汽回路的傳熱單元。

取熱管130a的給水入口24a、第二封頭24與第二管板23及給水內(nèi)管131、第一管板22、第二管板23、管箱筒體、汽水混合物套管132及汽水混合物出口21a構(gòu)成換熱功能模塊。該換熱功能模塊通過法蘭114與殼體110連接，安裝、拆除方便。

下部管束130工作時，水從管箱130b的第二封頭24底部的給水入口24a進入第二封頭24與第二管板23的給水隔間，通過該空間均勻進入每個給水內(nèi)管131；水經(jīng)過給水內(nèi)管131進入汽水混合物套管132與給水內(nèi)管131之間的環(huán)形通道內(nèi)；通過汽水混合物套管132的管壁與從上部管束區(qū)落下的被冷卻物質(zhì)進行熱交換，水受熱變換為汽水混合物，然后進入管箱130b的第一管板22、第二管板23及管箱筒體21構(gòu)成的汽水混合物隔間內(nèi)；最后從管箱筒體21側(cè)面設(shè)置的汽水混合物出口21a流出殼體110。

盡管圖1中示出上部管束120采用了多個取熱管121分別穿過第一封頭120b以連接給水集水管11和汽水混合物集水管12的結(jié)構(gòu)，而下部管束130采用了多個取熱管131通過管箱130b連接和控制的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明并不限于此，例如上、下管束的結(jié)構(gòu)可以是對調(diào)的。

可以看到，由于根據(jù)本發(fā)明實施例的外取熱器采用了分為上、下布置的兩個管束，所以單個管束長度與重量均較現(xiàn)有外取熱器顯著減小，節(jié)省安裝空間，可分別單獨進行運輸、安裝和拆除，檢修維護費用低，具有顯著的經(jīng)濟效益。

此外，上述外取熱器自身實現(xiàn)了管束分級，取熱管分組，各組取熱管和各級管束可以獨立運行，當(dāng)某組取熱管出現(xiàn)故障或設(shè)備負荷變化時，只需關(guān)閉該組取熱管即可，不影響其它組取熱管或其它管束運行，設(shè)備仍可正常運行，因此設(shè)備的可靠性高，同時也便于切換各取熱管和各管束，取熱負荷調(diào)節(jié)范圍大，可操作性強。

作為舉例，根據(jù)本發(fā)明實施例的外取熱器100可以用作催化劑溫度調(diào)節(jié)器使用，以用于例如石油加工行業(yè)的催化裂化裝置以及與其工藝過程類似的其它催化反應(yīng)裝置，如MTO(甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴)裝置、HCC(重油直接裂解制烯烴)裝置。根據(jù)本發(fā)明實施例的外取熱器還可以應(yīng)用于具有相似要求的其它熱傳遞場所。例如，外取熱器100可以用作固體顆粒取熱器。當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明實施例的外取熱器并不限于此，其也可以應(yīng)用于具有相似要求的其它熱傳遞場所。

圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例2的外取熱器200的構(gòu)造示意圖。外取熱器200的構(gòu)造與根據(jù)本發(fā)明實施例1的外取熱器100基本相同，不同之處在于，外取熱器200的構(gòu)造中，殼體210設(shè)置有一個固體顆粒的入口211和一個出口212，相比于外取熱器100取消第二出口。出口212可以用于取出冷卻至較低溫度、可以與高溫固體顆?；旌弦赃_到所述工作溫度的固體顆粒。

外取熱器200工作時，固體顆粒從入口211進入殼體210，在上部傳熱區(qū)(殼體上部區(qū)域)中被第二流化介質(zhì)分布器260噴射的流體介質(zhì)流化，與上部管束220的取熱管220a接觸換熱。通過控制第二流化介質(zhì)分布器260噴射的流化介質(zhì)的量可以有效地控制該區(qū)固體顆粒和取熱管220a的換熱和該傳熱區(qū)催化劑的混合。經(jīng)過上部傳熱區(qū)換熱后的固體顆粒落入下部傳熱區(qū)(殼體下部區(qū)域)。落入下部傳熱區(qū)的固體顆粒再次由第一流化介質(zhì)分布器250噴射的流體介質(zhì)流化，從而與下部管束230的取熱管230a接觸換熱，換熱后的固體顆?？梢酝ㄟ^設(shè)置在下部傳熱區(qū)的出口212流出。

圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例3的外取熱器300的構(gòu)造示意圖。外取熱器300的構(gòu)造與根據(jù)本發(fā)明實施例2的外取熱器200基本相同，不同之處在于，外取熱器300的殼體310可以具有由同一個開口311形成的固體顆粒的入口和出口。固體顆粒(如催化劑)從該開口311進入外取熱器300，混合冷卻之后，由同一開口311處返回輸出，整體形成返混式傳熱。

具體而言，外取熱器300工作時，固體顆粒從開口311進入殼體310，在上部傳熱區(qū)(殼體上部區(qū)域)中被第二流化介質(zhì)分布器360噴射的流體介質(zhì)流化，與上部管束320的取熱管320a接觸換熱。通過控制第二流化介質(zhì)分布器360噴射的流化介質(zhì)的量可以有效地控制該區(qū)固體顆粒和取熱管320a的換熱和該傳熱區(qū)催化劑的混合。經(jīng)過上部傳熱區(qū)換熱后的固體顆粒落入下部傳熱區(qū)(殼體下部區(qū)域)。落入下部傳熱區(qū)的固體顆粒再次由第一流化介質(zhì)分布器350噴射的流體介質(zhì)流化，從而與下部管束330的取熱管330a接觸換熱，換熱后的固體顆?？梢栽俅卧诘谝涣骰橘|(zhì)分布器350噴射的流體介質(zhì)的流化作用下穿過第二流化介質(zhì)分布器360返回上部傳熱區(qū)并通過開口311流出。

為了實現(xiàn)有效的返混式傳熱，通常要求外取熱器的流化介質(zhì)分布器能夠提供足夠的流化，以使固體顆粒(如催化劑)擴散，實現(xiàn)充分的換熱。根據(jù)本發(fā)明實施例的外取熱器300采用第一和第二流化介質(zhì)分布器，有利于滿足返混式傳熱的這一要求。

通過參照和比對圖1、圖2和圖3所示的實施例，可以看到本發(fā)明并不限于用于輸入和輸出固體顆粒的入口和出口的具體數(shù)量和形式，而是可以采用具有任何適合構(gòu)造的入口和出口。

此外，應(yīng)該理解盡管以上參照圖1-3描述的實施例中，上部管束120、220、320采用了可分組控制的取熱管構(gòu)造，下部管束130、230、330采用了通過管箱集中控制的取熱管構(gòu)造，但是本發(fā)明并不限于上下管束這種特定的構(gòu)造和配置方式。例如，上部管束也可以采用通過管箱集中控制的取熱管構(gòu)造，下部管束也可以采用可分組控制的取熱管構(gòu)造，或者它們也都可以采用不同于上述兩種構(gòu)造的其他構(gòu)造。另外，上下管束也可以具有相同構(gòu)造。作為示例，圖4和圖5示出了上下管束采用相同構(gòu)造的兩個實施例。

圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例4的外取熱器400的構(gòu)造示意圖。外取熱器400的構(gòu)造與根據(jù)本發(fā)明實施例2的外取熱器200基本相同，不同之處在于，外取熱器400的下部管束430采取了與上部管束420相同結(jié)構(gòu)。在圖4所示示例中，兩者都采用了類似于外取熱器100的上部管束120的結(jié)構(gòu)。具體而言，外取熱器400的上部管束420和下部管束430分別包括相應(yīng)的多個取熱管420a、430a和將多個取熱管固定連接的第一封頭420b、430b，其中所述多個取熱管420a、430a穿過第一封頭420b、430b的一端分別連接給水集合管11和汽水混合物集合管12。

類似于以上參照圖2描述外取熱器200時所述的，取熱管420a、430a的給水內(nèi)管可以分為至少兩個組，每個組的給水內(nèi)管連接至同一給水集合管，并且給水集合管分別通過閥門控制其通斷。類似地，取熱管420a、430a的汽水混合物套管可以分為至少兩個組，每個組的汽水混合物套管連接至同一汽水混合物集合管，并且汽水混合物集合管分別通過閥門控制其通斷。

此外，在圖4所示示例中，外取熱器400的殼體410分為上殼體、下殼體兩部分，分別對應(yīng)于上部管束420、下部管束430而設(shè)置，并通過法蘭414將上殼體和下殼體連接為一體。這樣，外取熱器400的各管束安裝、拆除更加方便。

類似地，圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實施例5的外取熱器500的構(gòu)造示意圖，其中外取熱器500的構(gòu)造與根據(jù)本發(fā)明實施例3的外取熱器300基本相同；不同之處在于，外取熱器500的上部管束520采取了與下部管束530相同結(jié)構(gòu)。外取熱器500的上下管束520、530都采用了類似于外取熱器300的下部管束330的結(jié)構(gòu)。具體而言，外取熱器500的上部管束520和下部管束530分別包括多個取熱管520a、530a以及相應(yīng)的管箱520b、530b。管箱520b、530b分別具有與外取熱器300的下部管束330的管箱330b相同的結(jié)構(gòu)，在此不再贅述。

圖4和圖5所示的實施例顯示，在根據(jù)本發(fā)明實施例的外取熱器中，上部管束和下部管束可以采取相同的結(jié)構(gòu)。這種情況下，由于部件的相似度高，可互換使用的零件多，因此維修更加方便，維護成本降低。

此外，還可以看到，外取熱器的殼體可以如圖1～3所示的采用整體構(gòu)造，也可以采用如圖4、5所示的上下分體構(gòu)造。

本發(fā)明的實施例中，高溫催化劑通過入口進入外取熱器內(nèi)，外取熱器內(nèi)分成上部傳熱區(qū)和下部傳熱區(qū)，兩個傳熱區(qū)內(nèi)同時進行催化劑向取熱管傳熱，且兩個傳熱區(qū)內(nèi)的催化劑都以流化床型式與取熱管換熱；兩傳熱區(qū)的取熱量可以通過各自區(qū)域內(nèi)流化介質(zhì)的量和催化劑出口獨立控制。

另外，由于設(shè)置了上部傳熱區(qū)，且該區(qū)內(nèi)催化劑呈密相流化狀態(tài)，催化劑入口以上取熱管面積得到利用，增加了換熱面積，可縮小設(shè)備體積直徑，減少流化氣體用量，降低裝置能耗。其次，由于上部傳熱區(qū)高度得到顯著縮短，可降低需要的流化介質(zhì)壓力，進一步降低裝置能耗。同時，采用分區(qū)換熱設(shè)計，使催化劑流化混合效率提高，熱量傳遞效率高，可以進一步縮小設(shè)備體積直徑。

以上描述僅為本申請的較佳實施例以及對所運用技術(shù)原理的說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本申請中所涉及的發(fā)明范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時也應(yīng)涵蓋在不脫離所述發(fā)明構(gòu)思的情況下，由上述技術(shù)特征或其等同特征進行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具有類似功能的技術(shù)特征進行互相替換而形成的技術(shù)方案。