专利名称：套管组合式防堵塞原油换热器的制作方法
技术领域：
本发明属于原油换热器技术领域，更明确地说涉及套管组合式防堵塞原 油换热器的设计和创新。
背景技术：
在石油、石化工业中，在原油脱水、输送、炼制过程中，常需将冷原油 与热油升温换热。原油换热器是一种重要的基本设备。
传统的原油换热器一般包括外壳、外壳两端的封头、焊接在前封头上的 冷原油进口和出口、焊接在外壳上的热原油进口和出口、换热管、纵向隔板 等部件。冷原油通过换热管等管程流进、流出换热器，热原油通过壳程流进、 流出换热器，完成热量交换。
由于釆用列管式换热，而原油中存在蜡和其它杂质污物，而且污物的微 粒分散在原油中难以去处，因而换热器堵塞较严重。进而导致换热器的壳程 阻力增大，换热效率降低，能量消耗增加。
专利号为ZL00210632.9号、名称为《一种油-油换热器》的专利基于上 述传统结构，公开了一种防止堵塞的技术。它以螺旋提高原油的流速，试图 防止堵塞。但效果仍不会理想。
发明内容
本发明的目的，就在于克服上述缺点和不足，提供一种套管组合式防堵 塞原油换热器。它抛弃了传统的冷油走管程、热油走壳程的换热结构，以套 管组合、热油走环隙、冷油走内管、两股流体逆流流动结构，能很好地解决 堵塞问题，从而提高了换热效率，降低了能量消耗。可广泛应用于石化工业 原油脱水、输送、炼制过程中冷原油的升温换热中。
为了达到上述目的，本发明包括外壳、前后两个带法兰的封头、焊接在 封头和外壳上的冷热原油进口和出口以及换热管。前封头内焊接有直隔板 (1),直隔板(l)将前封头分隔成对称的冷油分布室与冷油汇集室。前封头用紧 固件与前管板(l)连接，前管板(l)上固连换热管東(l)。前管板U)的下面焊接有 一段外壳，外壳的下端面焊接有法兰，该法兰用紧固件与前管板(2)连接。前 管板(1)和外壳和前管板(2)构成壳室，壳室中在与直隔板(l)对应的位置上焊接有直隔板(2)，直隔板(2)将壳室分隔成热油分布室与热油汇集室。前管板(2)上 固连换热管束(2)，换热管束(2)对应套装在换热管束(1)外面。换热管東(2)的下
部固连着后管板，后管板与后封头上的法兰以紧固件连为一体形成热油中间
室。换热管束U)的各管从换热管東(2)的对应各管中穿出后进入热油中间室。 换热管束(l)中与冷油分布室连通的各管和与冷油汇集室连通的各管的下端 以U形管两两连接。前封头上焊接有冷油进口和冷油出口。外壳上焊接有 热油进口和热油出口。后封头中心设有污物清理口。
换热管束(l)中各管的下端与U形管以可拆卸管接头连接。便于维修、 保养。
换热管東(1)以及套装在其外面的换热管東(2)俯视呈正三角形或正方形 分布。工作时，冷油从冷油进口进入冷油分布室，并分布到换热管束(l)中与 冷油分布室连通的各换热管，再通过U形管进入冷油汇集室，最终从冷油 出口输出。热油从热油进口进入热油分布室，并分布到换热管東(2)中与热油 分布室连通的各换热管，再从换热管東(1)与换热管束(2)两两形成的套管环隙 进入热油中间室。接着通过热油中间室转而进入与热油汇集室连通的换热管 束(2)与换热管東(l)形成的套管环隙进入热油汇集室，最终从热油出口输出。 即冷热原油的换热通过一系列换热套管进行，热油走环隙，冷油走内管，两 股流体逆流流动。
后封头中心设有污物清理口。换热过程中，热原油所含的杂质污物逐渐 沉淀在底部。打开污物清理口，便可放出清洗，从而可以避免堵塞，减少原 油的流动阻力，提高换热效率，降低能量消耗。
本发明的任务就是这样完成的。
本发明抛弃了传统的冷油走管程、热油走壳程的换热结构，以套管组合 结构很好地解决了堵塞问题，热油走环隙，冷油走内管，两股流体逆流流动， 提高了换热效率，降低了能量消耗。它可广泛应用于石化工业原油脱水、输 送、炼制过程中冷原油的升温换热中。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施例方式
实施例1。 一种套管组合式防堵塞原油换热器，如图1所示。它包括外
5壳3、前后两个带法兰的封头、焊接在封头和外壳3上的冷热原油进口和出
口以及换热管。前封头1内焊接有直隔板(1)8,直隔板(D8将前封头1分隔 成对称的冷油分布室17与冷油汇集室20。前封头1用紧固件与前管板(1)2 连接，前管板(D2上固连换热管束U)9。前管板(D2的下面焊接有一段外壳3， 外壳3的下端面焊接有法兰，该法兰用紧固件与前管板(2)4连接。前管板(l) 2和外壳3和前管板(2)4构成壳室，壳室中在与直隔板(D8对应的位置上焊 接有直隔板(2)21,直隔板(2)21将壳室分隔成热油分布室18与热油汇集室22。 前管板(2)4上固连换热管東(2)10,换热管束(2)10对应套装在换热管束(D9的 外面。换热管束(2)10的下部固连着后管板5，后管板5与后封头6上的法兰 以紧固件连为一体形成热油中间室19。换热管束(1)9的各管从换热管東(2)10 的对应各管中穿出后进入热油中间室19。换热管東I9中与冷油分布室17 连通的各管和与冷油汇集室20连通的各管的下端以U形管11两两连接。 前封头1上焊接有冷油进口 15和冷油出口 16。外壳3上焊接有热油进口 13 和热油出口 14。后封头6中心设有污物清理口 12。
换热管東(1)9中各管的下端与U形管11以可拆卸管接头23连接。 换热管束(1)9以及套装在其外面的换热管束U)IO俯视呈正三角形或正 方形分布。这种分布方式较合理，有利于热交换。
工作时，冷油从冷油进口 15进入冷油分布室17,并分布到换热管束(l) 9中与冷油分布室17连通的各换热管，再通过U形管ll进入冷油汇集室 20,最终从冷油出口 16输出。热油从热油进口 13进入热油分布室18,并 分布到换热管束(2)10中与热油分布室18连通的各换热管，再从换热管束(l) 9与换热管束(2)10两两形成的套管环隙7进入热油中间室19。接着通过热 油中间室19转而进入与热油汇集室22连通的换热管束(2)10与换热管東(1)9 形成的套管环隙7进入热油汇集室22，最终从热油出口14输出。即冷热原 油的换热通过一系列换热套管进行，热油走环隙7，冷油走内管9，两股流 体逆流流动。
后封头6中心设有污物清理口 12。换热过程中，热原油所含的杂质污 物逐渐沉淀在底部。打开污物清理口 12,便可放出清洗，从而可以避免堵 塞，减少原油的流动阻力，提高换热效率，降低能量消耗。
实施例2。 一种套管组合式防堵塞原油换热器。换热器外壳的直径为600mm，换热管東(l)中各管的直径为25mm，换热管東(2)中各管的直径为 38mm,换热管束(l)中各管的横截面积为346.2mm2，环隙横截面积为 416.8mm2，换热管東(1)与换热管束(2)的套管为121根。其余同实施例l。
实施例3。 一种套管组合式防堵塞原油换热器。换热器外壳的直径为 1000mm，换热管東(l)中各管的直径为38mm,换热管東(2)中各管的直径为 57mm，换热管東(l)中各管的横截面积为907.5mm2 ,环隙横截面积为 989.1mm2,换热管東(l)与换热管束(2)的套管为163根。其余同实施例l。
实施例4。 一种套管组合式防堵塞原油换热器。换热器外壳的直径为 2000mm，换热管束(l)中各管的直径为76mm,换热管束(2)中各管的直径为 108mm,换热管束(l)中各管的横截面积为3629.8mm2,环隙横截面积为 3315.8mm2，换热管束(l)与换热管東(2)的套管为187根。其余同实施例l。
实施例5。 一种套管组合式防堵塞原油换热器。换热器外壳的直径为 3000mm,换热管束(l)中各管的直径为89mm,换热管東(2)中各管的直径为 133mm,换热管束(l)中各管的横截面积为5150.4mm2,环隙横截面积为 6845.2mm2,换热管東(l)与换热管束(2)的套管为283根。其余同实施例l。
实施例2 5的管间距最少为换热管束(2)中各管直径的1.2倍。
实施例1 5抛弃了传统的冷油走管程、热油走壳程的列管换热结构，以 套管组合结构很好地解决了堵塞问题，热油走环隙，冷油走内管，两股流体 逆流流动，提高了换热效率，降低了能量消耗。它可广泛应用于石油、石化 工业原油脱水、输送、炼制过程中冷原油的升温换热中。
权利要求
1. 一种套管组合式防堵塞原油换热器，包括外壳、前后两个带法兰的封头、焊接在封头和外壳上的冷热原油进口和出口以及换热管，其特征在于前封头内焊接有直隔板(1)，直隔板(1)将前封头分隔成对称的冷油分布室与冷油汇集室，前封头用紧固件与前管板(1)连接，前管板(1)上固连换热管束(1)，前管板(1)的下面焊接有一段外壳，外壳的下端面焊接有法兰，该法兰用紧固件与前管板(2)连接，前管板(1)和外壳和前管板(2)构成壳室，壳室中在与直隔板(1)对应的位置上焊接有直隔板(2)，直隔板(2)将壳室分隔成热油分布室与热油汇集室，前管板(2)上固连换热管束(2)，换热管束(2)对应套装在换热管束(1)外面，换热管束(2)的下部固连着后管板，后管板与后封头上的法兰以紧固件连为一体形成热油中间室，换热管束(1)的各管从换热管束(2)的对应各管中穿出后进入热油中间室，换热管束(1)中与冷油分布室连通的各管和与冷油汇集室连通的各管的下端以U形管两两连接，前封头上焊接有冷油进口和冷油出口，外壳上焊接有热油进口和热油出口，后封头中心设有污物清理口。
2. 按照权利要求1所述的套管组合式防堵塞原油换热器，其特征在于 所说的换热管束U)中各管的下端与U形管以可拆卸管接头连接。
3. 按照权利要求1或2所述的套管组合式防堵塞原油换热器，其特征 在于所说的换热管束(1)以及套装在其外面的换热管束(2)俯视呈正三角形或 正方形分布。
4. 按照权利要求3所述的套管组合式防堵塞原油换热器，其特征在于 所说的换热器外壳的直径为600mm时，换热管束U)中各管的直径为25mm, 换热管束(2)中各管的直径为38mm,换热管東(1)中各管的横截面积为 346.2mm2，环隙横截面积为416.8mm2,换热管東(l)与换热管束(2)的套管为 121根。
5. 按照权利要求3所述的套管组合式防堵塞原油换热器，其特征在于 所说的换热器外壳的直径为1000mm时，换热管束(l)中各管的直径为38mm, 换热管東(2)中各管的直径为57mm，换热管束(l)中各管的横截面积为 907.5mm2，环隙横截面积为989.1mm2,换热管束(1)与换热管束(2)的套管为 163根。
6. 按照权利要求3所述的套管组合式防堵塞原油换热器，其特征在于所说的换热器外壳的直径为2000mm时，换热管東U)中各管的直径为76mm, 换热管束(2)中各管的直径为108mm，换热管束(l)中各管的横截面积为 3629.8mm2,环隙横截面积为3315.8mm2,换热管東(l)与换热管東U)的套管 为187根。
7.按照权利要求3所述的套管组合式防堵塞原油换热器，其特征在于 所说的换热器外壳的直径为3000mm时，换热管束(l)中各管的直径为89mm， 换热管束(2)中各管的直径为133mm，换热管束(l)中各管的横截面积为 5150.4mm2,环隙横截面积为6845.2mm2，换热管東(1)与换热管束U)的套管 为283根。
全文摘要
一种套管组合式防堵塞原油换热器。前封头与前管板I连接，前封头焊接直隔板I分隔成冷油分布室与汇集室。前管板(1)固连换热管束(1)。前管板(1)下面焊接外壳构成壳室，直隔板(2)将壳室分隔成热油分布室与汇集室。前管板(2)固连换热管束(2)，换热管束(2)固连后管板，后管板与后封头形成热油中间室。换热管束(1)各管从换热管束(2)中穿出进入热油中间室。换热管束(1)各管下端以U形管连接。前封头焊接冷油进出口，外壳焊接热油进出口，后封头设污物清理口。它抛弃了冷油走管程热油走壳程的散热结构，以套管结构解决堵塞问题；热油走环隙冷油走内管逆流流动，换热效率高，能量消耗低。可广泛应用于原油脱水、输送、炼制过程中的升温换热中。
文档编号F28D7/10GK101446474SQ20081024962
公开日2009年6月3日 申请日期2008年12月25日 优先权日2008年12月25日
发明者李建隆, 王伟文, 王宇光, 袁红燕, 陈光辉, 马文华 申请人:化学工业第二设计院宁波工程有限公司;青岛科大隆腾科技发展有限公司