返流式套管蒸發(fā)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及蒸發(fā)器領(lǐng)域，具體地，涉及一種返流式套管蒸發(fā)器。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油及化工領(lǐng)域中，以蒸汽為介質(zhì)的管殼式蒸發(fā)器應(yīng)用非常普遍?，F(xiàn)有技術(shù)中的管殼式蒸發(fā)器一般米用臥式放置，蒸汽存在于管程或者殼程?，F(xiàn)有管殼式蒸發(fā)器的一個(gè)特點(diǎn)是，蒸汽在冷卻后會(huì)發(fā)生相變，凝結(jié)液體不易于排出，并且換熱管(若蒸汽存在于管程)的溫度會(huì)沿管的軸向逐漸降低。由于凝液不易排出，設(shè)備的換熱效率會(huì)降低。并且該類(lèi)型的蒸發(fā)器無(wú)法實(shí)現(xiàn)殼程蒸汽的過(guò)熱，即將殼程蒸發(fā)后的介質(zhì)進(jìn)一步加熱。若臥式蒸發(fā)器傾斜布置，可部分解決冷凝液排出的問(wèn)題，但未能從根本上解決。若采用立式蒸發(fā)器，如圖1所示，蒸汽通常存在于立式的換熱管50內(nèi)，蒸汽必須從換熱管50的頂部進(jìn)入，在自上向下流動(dòng)的過(guò)程中，換熱管50壁面的溫度逐漸降低。此時(shí)蒸發(fā)器需制作成固定管板式，換熱管50的壁面溫度與殼程殼體11的壁面溫度差值較大，不利于機(jī)械設(shè)計(jì)，并且換熱管50不能抽出進(jìn)行清洗。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器能夠保證管殼程的之間不存在溫差應(yīng)力，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)殼程介質(zhì)的過(guò)熱。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種返流式套管蒸發(fā)器，包括殼體、位于該殼體內(nèi)的上管板和下管板、設(shè)置在所述殼體上的殼程進(jìn)口和殼程出口以及管程進(jìn)口和管程出口，所述上管板和下管板間隔設(shè)置以將所述殼體的內(nèi)部空間分隔成自上而下布置的第一腔室、第二腔室和第三腔室，其中，所述蒸發(fā)器還包括固定在所述上管板上的外管和固定在所述下管板上的內(nèi)管，該內(nèi)管的下端與所述第三腔室連通，上端延伸進(jìn)入所述第一腔室中；所述外管套設(shè)在所述內(nèi)管的外面，并且該外管的上端封閉，下端與所述第二腔室連通，所述殼程進(jìn)口和殼程出口均與所述第一腔室連通，所述管程進(jìn)口與所述第三腔室連通，所述管程出口與所述第二腔室連通。
[0005]優(yōu)選地，所述殼程進(jìn)口位于所述第一腔室的下部，所述殼程出口位于所述第一腔室的上部。
[0006]優(yōu)選地，所述內(nèi)管的下端與所述下管板的下表面平齊，所述外管的下端與所述上管板的下表面平齊。
[0007]優(yōu)選地，所述外管的長(zhǎng)度與所述第一腔室的高度之比為0.5至0.9。
[0008]優(yōu)選地，所述內(nèi)管向上延伸至接近所述外管的上端。
[0009]優(yōu)選地，所述殼體包括位于上方的殼程殼體和位于下方的管程殼體，所述殼程殼體與管程殼體法蘭連接，所述上管板設(shè)置在所述殼程殼體的法蘭和管程殼體的法蘭之間。
[0010]優(yōu)選地，所述蒸發(fā)器包括多個(gè)所述內(nèi)管和多個(gè)所述外管，每個(gè)外管套設(shè)在對(duì)應(yīng)的一個(gè)內(nèi)管上。
[0011]優(yōu)選地，所述蒸發(fā)器包括多組所述內(nèi)管和多個(gè)所述外管，每個(gè)外管套設(shè)在對(duì)應(yīng)的一組內(nèi)管上，每組內(nèi)管包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的所述內(nèi)管。
[0012]優(yōu)選地，所述內(nèi)管的上端設(shè)置有用于限制該內(nèi)管中的氣體向上流動(dòng)的蓋板，該蓋板的下方形成有側(cè)向通氣口。
[0013]優(yōu)選地，所述蓋板封閉所述內(nèi)管的上端口，所述側(cè)向通氣口開(kāi)設(shè)在所述內(nèi)管管壁的靠近所述蓋板的位置。
[0014]優(yōu)選地，所述內(nèi)管上設(shè)置有從該內(nèi)管的上邊緣向上延伸的多個(gè)支撐筋，該多個(gè)支撐筋沿所述內(nèi)管的周向間隔布置，所述蓋板支撐在所述多個(gè)支撐筋上，相鄰兩個(gè)支撐筋之間形成所述側(cè)向通氣口。
[0015]優(yōu)選地，所述內(nèi)管的外壁上和/或所述外管的內(nèi)壁上設(shè)置有定位翅片。
[0016]優(yōu)選地，所述外管的內(nèi)壁上設(shè)置有用于將凝結(jié)在該外管上的液體向下引導(dǎo)的導(dǎo)流凹槽。
[0017]優(yōu)選地，所述導(dǎo)流凹槽形成為縱向槽或螺旋槽。
[0018]在本實(shí)用新型的蒸發(fā)器中，高溫蒸汽從管程進(jìn)口進(jìn)入第三腔室后，沿內(nèi)管上升，在內(nèi)管的頂部流出后折返，然后沿著內(nèi)管與外管之間的間隙向下流動(dòng)，此時(shí)管程的蒸汽可以與殼程介質(zhì)(第一腔室中的介質(zhì))進(jìn)行熱交換并凝結(jié)成液體。這使得外管頂部的溫度最高，自上而下溫度逐漸降低，從而可以實(shí)現(xiàn)殼程介質(zhì)在第一腔室的下部得到加熱或蒸發(fā)，并在第一腔室的上部被進(jìn)一步加熱，即實(shí)現(xiàn)過(guò)熱。并且，由于在管程的蒸汽返流過(guò)程中，蒸汽的流向與凝液的流向一致，有利于凝液向下排出，提高傳熱效果。此外，由于管程與殼程分開(kāi)，使得管程與殼程之間不存在溫差應(yīng)力。
[0019]本實(shí)用新型的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0020]附圖是用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0021]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的立體管殼式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是根據(jù)實(shí)用新型的第一種實(shí)施方式的蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是圖2的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的第二種實(shí)施方式的蒸發(fā)器的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的第三種實(shí)施方式的蒸發(fā)器的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖6是根據(jù)本實(shí)用新型的第四種實(shí)施方式的蒸發(fā)器的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖7是沿圖6中的A-A線截取的剖面圖。
[0028]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0029]10殼體11殼程殼體12管程殼體
[0030]21上管板22下管板41第一腔室
[0031]42第二腔室43第三腔室31殼程進(jìn)口
[0032]32殼程出口33管程進(jìn)口34管程出口
[0033]50換熱管51外管511導(dǎo)流凹槽
[0034]52內(nèi)管521側(cè)向通氣口60蓋板
[0035]70支撐筋80定位翅片
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。
[0037]在本實(shí)用新型中，在未作相反說(shuō)明的情況下，使用的方位詞如“上、下、底、頂”通常是相對(duì)于本實(shí)用新型的蒸發(fā)器正常使用時(shí)的狀態(tài)而言的，“內(nèi)、外”是指相應(yīng)部件輪廓的內(nèi)和外。附圖中的箭頭代表流體的流動(dòng)方向。
[0038]如圖2所示，本實(shí)用新型提供一種返流式套管蒸發(fā)器，包括殼體10、設(shè)置在殼體10上的殼程進(jìn)口 31和殼程出口 32以及管程進(jìn)口 33和管程出口 34、位于殼體10內(nèi)的上管板21和下管板22、固定在上管板21上的外管51、固定在下管板22上的內(nèi)管52，上管板21和下管板22間隔設(shè)置以將殼體10的內(nèi)部空間分隔成自上而下布置的第一腔室41、第二腔室42和第三腔室43，內(nèi)管52的下端與第三腔室43連通，上端延伸進(jìn)入第一腔室41中；外管51套設(shè)在內(nèi)管52的外面，并且該外管51的上端封閉，下端與第二腔室42連通，殼程進(jìn)口31和殼程出口 32均與第一腔室41連通，管程進(jìn)口 33與第三腔室43連通，管程出口 34與第二腔室42連通。
[0039]本實(shí)用新型提供的返流式套管蒸發(fā)器在正常使用時(shí)是立式放置的。高溫蒸汽從管程進(jìn)口 33進(jìn)入第三腔室43后，沿內(nèi)管52上升，在內(nèi)管52的頂部流出后折返，然后沿著內(nèi)管52與外管51之間的間隙向下流動(dòng)，此時(shí)管程的蒸汽可以與殼程介質(zhì)(第一腔室41中的介質(zhì))進(jìn)行熱交換并凝結(jié)成液體。這使得外管51頂部的溫度最高，自上而下溫度逐漸降低，從而可以實(shí)現(xiàn)殼程介質(zhì)在第一腔室41的下部得到加熱或蒸發(fā)，并在第一腔室41的上部被進(jìn)一步加熱，即實(shí)現(xiàn)過(guò)熱。并且，由于在管程的蒸汽返流過(guò)程中，蒸汽的流向與凝液的流向一致，有利于凝液向下排出，提高傳熱效果。此外，由于管程與殼程分開(kāi)，使得管程與殼程之間不存在溫差應(yīng)力。
[0040]具體地，外管51可以采用焊接、脹接或脹焊并用的方式安裝于上管板21上，而內(nèi)管52可以采用焊接方式安裝于下管板22上。
[0041]為了便于殼程蒸汽的排出，優(yōu)選地，殼程進(jìn)口 31位于第一腔室41的下部，殼程出口 32位于第一腔室41的上部。
[0042]具體地，如圖2