专利名称：翅片管换热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种换热器，尤其涉及ー种适用于气-液-固三相反应器的翅片管换热器。
背景技术：
F-T合成(Fischer-Tropsch Sythesis合成是指以合成气为原料,在催化剂和适当反应条件下合成以石腊烃为主的液体燃料的エ艺过程，主要反应是将煤和天然气转化为液体燃料)、甲醇合成、氨合成以及甲烷化等合成反应，都是伴有放热的反应过程。例如I. F-T 反应CCHH2 —烃类 +1674kJ/m32.甲醇合成反应C0+2H2 — CH30H+90. 8kJ/molC02+3H2 — CH30H+H20+49. 5kJ/mol3.氨合成反应N2+3H2 — 2NH3+92. 4kJ/mol4.甲烷化反应 C0+3H2 — CH4+H20+206kJ/mol C02+4H2 — CH4+2H20+165kJ/mol由上列四种反应可以看出，F-T合成反应和甲烷化反应放热较为巨烈，尤其是F-T合成反应，放热最为強烈，如果不能有效移走反应热，可使反应气体温度升至1500°C左右，不但催化剂会被烧坏，反应设备也不可能承受如此高温度；所以在这些放热反应的反应器内，均有不同结构型式的换热器，及时有效地移走反应热，确保催化剂和反应器的安全，使反应能正常进行。因使用环境不同换热器的结构设计有以下几点特殊要求第一要能满足エ艺所需的换热面积，换热面积太小，不能保证移走反应热，影响反应正常进行，换热面积太大，占去了反应器的有效空间，影响反应器的生产能力；第二需合理布置换热管，换热管的布置应该使反应区内每个区域的反应热都能及时有效移走，否则就会产生局部超温，催化剂失活，反应不能正常进行；第三控制换热管内汽水混合物的流速，流速太高，阻力増加；流速太低，在换热面积一定的情况下，影响换热效果，反应也不可能正常进行；第四换热器应该是结构简单、安装维修方便。但现有的换热器存在诸多不足之处，主要表现在以下几方面第一换热管的布置不合理，反应床层内有的区域换热管布置较密集，有的较稀疏，甚至有的区域根本就没有反应管，这就使得反应热不能均匀地移走，产生局部超温，影响催化剂活性，影响反应器生产能力。第二换热器的结构设计不合理，使冷却水不能均匀地分配到每根换热管中，在众多换热管中水量不等，所走的反应热就不同，反应床层的温度就不均衡，就容易产生“热区”(即通常所说的“热点”)，影响反应的正常进行。第三换热器的结构太复杂。如图I所示，由多个进水总管01、多个出水总管01’、多个ニ级分管02、多个三级分管03构成，冷却水经进水总管Ol流入ニ级分管02，经ニ级分管02流入三级分管03，再经ニ级分管02流入出水总管01’完成换热，结构异常复杂，不但制造难度大，而且焊缝数量多，一旦出现故障，检修难度很大，有的地方甚至无法进行维修。
实用新型内容本实用新型提供一种翅片管换热器，用以解决现有技术中的缺陷，实现增加单位空间内换热面积且简化结构，便于制造和维修，降低成本。本实用新型实施例提供一种翅片管换热器，包括进水管、出水管和连通所述进水管和出水管的换热管，所述换热管由多个换热单元构成，所述换热単元包括外套管、内套管和至少ー个翅片管，所述内套管一端开ロ且伸入外套管底部，内套管另一端伸出所述外套管顶部并与进水管连通；所述外套管底端封闭，所述外套管顶端与内套管外壁之间密封； 所述翅片管设在外套管外且其两端均与所述外套管连通；外套管位于所述翅片管上方的部位与出水管连通。其中，所述翅片管为两个以上，且其上端和下端分别与外套管连通，所述翅片管沿所述外套管一周均布。进ー步地，所述外套管底端通过管帽密闭。其中，所述外套管通过支管与所述出水管连通。特别是，所述换热単元均匀排列，且相邻两换热管之间的间距相等。本实用新型提供的翅片管换热器，使用时将换热器悬挂于反应器内，冷却水从进水管进入内套管，再经外套管流经翅片管，冷却水吸收反应器内的热量，最后经外套管从出水管流出，単位空间内换热面积较大，且结构简单，便于制造和维修，成本较低。
图I为现有技术结构示意图；图2为本实用新型中换热单元实施例一的主视图；图3为图2中沿A-A向剖视结构示意图；图4为本实用新型翅片管换热器实施例一中翅片管的排列示意图；图5为本实用新型中换热单元实施例ニ的主视图；图6为图5中沿B-B向剖视结构示意图；图7为本实用新型翅片管换热器实施例ニ中翅片管的排列示意图。附图标记I-壳壁；2-进水管；3-内套管；4-外套管； 5-出水管；6-翅片管；7-支管；8-管帽；10-换热单元；01-进水总管；01’ -出水总管； 02- ニ级分管；03-三级分管。
具体实施方式
实施例一[0036]本实用新型实施例提供一种翅片管换热器，如图2 4所示，该换热器包括进水管2、出水管5和连通进水管2和出水管5的换热管,换热管由多个换热单元10构成,换热单元10包括外套管4、内套管3和至少ー个翅片管6，内套管3 —端开ロ且伸入外套管4底部与外套管4连通，内套管另一端伸出外套管4顶部并与进水管2连通；外套管4底端封闭，外套管4顶端与内套管3外壁之间密封；翅片 管6设在外套管4外且其两端均与外套管4连通；位于翅片管6上方的外套管4与出水管5连通。总进水管对应多个换热単元10，总进水管与多个换热単元10的进水管2分别连接，冷却水通过此总进水管再经各换热单元10的进水管2分配到多个换热单元10的内套管3中。进水管2的规格可以为Φ159 Φ273πιπι。总出水管对应若干组换热单元10，总出水管与多个换热单元10的出水管5分别连接，冷却水(汽水混合物)通过此总出水管再经各换热单元10的出水管5汇集后引出反应器外，送入汽包进行汽水分离。出水管5的规格可以为Φ168 Φ325_。为使换热器内部换热均匀，如图4所示，将各换热单元10均匀排列，并使彼此相邻的两翅片管6之间的间距相等。其中，翅片管6为两个以上(该实施例中为三个按120°布置在外套管4 一周)，且其上端和下端分别与外套管4连通，即翅片管6纵向设置，如图2所示，此种布置方式便于翅片管6内部的冷却水回流，翅片管6沿外套管4 一周均布。翅片管6是换热器的主要换热元件，其上端焊接在外套管4的上部，下端焊接在外套管4的下部，冷却水在翅片管6内部从下向上流动，带走反应区的反应热。外套管4上端、下端侧面各有三个小孔，下端小孔将冷却水分配到翅片管6中，由下向上流动，带走反应热从上端小孔又回到外套管4，再经过出水管5引出反应器，送入汽包进行汽水分离。外套管4的规格可以为Φ89 Φ159_。在外套管4的外表面一周均布焊上4-8个翅片管6，其主要目的ー是增加浆液的搅动，提高传热效果；ニ是增加了换热面积，也有利于移走反应热。翅片管6的规格可以为Φ25 Φ57。外套管4底部通过管帽8密闭。管帽8焊接在外套管4的下端头，将外套管4封闭，内套管3的冷却水流到此处就返回向上流至出水管5。内套管3是将水送至外套管4底部，再分配到翅片管6中。内套管3的规格可以为Φ59 Φ 133mm。外套管4通过支管7与出水管5连通。实施例ニ如图5-7所示，本实施例中翅片管6为四个并按90°圆周角布置在外套管4 一周，进水管2与总进水管之间的连接结构以及出水管5与总出水管之间的连接结构均与实施例一中的结构相同，相对实施例一的布置方式，其换热面积不同。使用时将此换热器悬挂于反应器的壳壁I上，浸没在汽-液-固三相衆态床中，翅片管6作为换热管可以自下向上膨胀。冷却水经进水管2进入内套管3由上向下流至外套管4下部，通过小孔分配到翅片管6中，吸收床层的反应热，管内水被加热，形成汽水混合物，由下向上流动，进入外套管4上部，再从冷却水出口集管引出。为使换热器内部换热均匀，如图7所示，将各换热单元10均匀排列，并使彼此相邻的两翅片管6之间的间距相等。由于换热器由若干个换热単元10，所以进水管2管和出水管5管不可能只有各一根，必须有数根管从壳壁I上引入和引出。为了增加浆液的搅动和换热面积，在换热管上焊有4-8个翅片，故称之为翅片管6。实施例ニ是四根翅片管6对称布置；实施例一是三根翅片管6按120°圆周角布置。这两种布置方式，在相同直径的反应器内，实施例ニ的换热器与实施例一的换热器比较换热面积增加约20%。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管參照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种翅片管换热器，包括进水管、出水管和连通所述进水管和出水管的换热管其特征在于，所述换热管由多个换热单元构成，所述换热単元包括外套管、内套管和至少ー个翅片管，所述内套管一端开ロ且伸入外套管底部，内套管另一端伸出所述外套管顶部并与进水管连通；所述外套管底端封闭，所述外套管顶端与内套管外壁之间密封；所述翅片管设在外套管外且其两端均与所述外套管连通；外套管位于所述翅片管上方的部位与出水管连通。
2.根据权利要求I所述的翅片管换热器，其特征在于，所述翅片管为两个以上，且其上端和下端分别与外套管连通，所述翅片管沿所述外套管一周均布。
3.根据权利要求I所述的翅片管换热器，其特征在于，所述外套管底端通过管帽密闭。
4.根据权利要求1-3任一所述的翅片管换热器，其特征在于，所述外套管通过支管与所述出水管连通。
5.根据权利要求4所述的翅片管换热器，其特征在于，所述换热単元均匀排列，且相邻两换热管之间的间距相等。
专利摘要本实用新型公开了一种翅片管换热器，该换热器包括进水管、出水管和连通所述进水管和出水管的换热管，所述换热管由多个换热单元构成，所述换热单元包括外套管、内套管和至少一个翅片管，所述内套管一端开口并伸入外套管底部，另一端伸出所述外套管顶部并与进水管连通；所述外套管底端封闭，外套管顶端与内套管外壁之间密封；所述翅片管设在外套管外侧且其两端均与所述外套管连通；外套管位于所述翅片管上方的部位与出水管连通。使用时将换热器悬挂于反应器内，冷却水从进水管进入内套管，再经外套管流入翅片管，冷却水吸收反应器内的热量，最后从出水管流出，单位空间内换热面积较大，且结构简单，便于制造和维修。
文档编号F28D1/04GK202403562SQ201120554208
公开日2012年8月29日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者刘小可 申请人:刘小可