一种固体粒子冷却器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及热交换技术领域的一种固体粒子冷却器，特别是适用于气固流化床反应过程的取热或固体颗粒冷却器。
【背景技术】
[0002]在催化裂化再生、流化床甲醇制烯烃、流化床甲醇制芳烃等放热反应过程中，需要取出部分热量或对催化剂等固体颗粒冷却取热。通常采用固体粒子冷却器来吸收这部分过量的热量，保证工艺操作的平稳进行。同时，固体粒子冷却器也利用这部分过剩热量发生蒸汽或加热其他介质，成为装置中的一项重要节能措施。固体粒子冷却器由于取热量大、操作灵便，在工业上的应用十分广泛。
[0003]现有的固体粒子冷却器有多种型式，国内广泛使用的一种换热管固体粒子冷却器，包括一个垂直设置的圆筒形壳体，壳体内垂直设置有多根套管式换热管。每一根换热管为封闭式结构，主要有进水管和汽水混合物套管组成。每根换热管是一个独立的传热元件，构成一个具有独立的水-汽回路的换热单元。这些换热管与水汽分离器之间需要用管线连接。一台固体粒子冷却器需要设置大量的换热管，固体粒子冷却器与水汽分离器间也就需要大量管线阀门。既增加了投资，热量也会流失，尤其是取热量大、管束多的固体粒子冷却器，将会占大量的空间布置。
[0004]为了简化系统管线减少投资，已有技术常把换热管设计成换热器常采用的管板结构，此时固体粒子冷却器和水汽分离器间仅需要一条管线.但由于固体颗粒换热强度高，温度不均匀，催化剂磨损等，换热管是热交换过程中最容易出现损坏的部件。当进水管和汽水混合物套管任何一个出现问题时，常规管板式结构就造成整台设备无法投用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种固体粒子冷却器设备，其结构实现既保留管板式设计的优点，又可以分组控制，即使出现局部管束损坏，也仅影响局部管束，固体粒子冷却器仍然可以使用。
[0006]为解决上述问题，本发明采用的技术方案是:
一种固体粒子冷却器，在其下部设置取热单元，该单元由下壳体、催化剂进入口、下封头以及下壳体下部设置的流化气体进入口和分布器，内部设置的汽水或被加热介质换热套管、固定导向架构成。在取热单元上部设置汽水或被加热介质主流出单元，该单元由上壳体以及上壳体上设置的汽水或被加热介质主出口、汽水或被加热介质换热套管管板或称下管板，内部设置分区隔板，为增加隔板强度，分区隔板设计为复合结构，分区隔板由中心筒体隔板和多个外环径向隔板组成，中心筒体隔板内又形成独立的汽水或被加热介质流出区，外环径向隔板把中心筒体隔板与上壳体间的区域分成多个独立的汽水或被加热介质流出区；外环径向隔板数量按分区的需要设计，外环径向隔板同时与上壳体和中心筒体隔板焊接固定，中心筒体隔板用作对外环径向隔板的支撑，提高外环径向隔板的强度；隔板分成的区内分别有和汽水或被加热介质换热套管相对应的水或取热介质进入管。在汽水或被加热介质主流出单元上部设置水或取热介质主进入单元，该单元由上封头及上封头顶部或侧面设置的水或取热介质主入口、水或取热介质进入管管板或称上管板，内部设置与汽水或被加热介质主流出单元数量方位一致的中心筒体隔板和外环径向隔板，该单元外环径向隔板把中心筒体隔板与上封头间的区域分成多个独立的水或取热介质进入区，外环径向隔板同时与上封头和中心筒体隔板焊接固定。水或取热介质主进入单元之上为汽水或被加热介质副流出单元，该单元壳体上设置汽水或被加热介质副出口，汽水或被加热介质副流出单元之上为水或取热介质副进入单元，该单元由小管板、小封头及其小封头上的水或取热介质副入口组成。该水或取热介质副进入单元和汽水或被加热介质副流出单元可以用隔板分成几个小区。
[0007]具体的说，上管板至上封头为水或取热介质主进入单元，在该单元的上封头内部设置分区隔板，由中心筒体隔板和多个外环径向隔板组成，中心筒体隔板内形成独立的区，外环径向隔板把中心筒体隔板与上封头间的区域分成多个独立的水或取热介质进入区，夕卜环径向隔板同时与上封头和中心筒体隔板焊接固定，在上封头顶部设置多个水或取热介质主入口，水或取热介质主入口位于每两个外环径向隔板之间的方位，与每个区一一对应。这样就相当于多个外环径向隔板将水或取热介质主进入单元内的水或取热介质进入管分为多组，每组对应一个水或取热介质主入口。
[0008]上管板与下管板之间为汽水或被加热介质主流出单元，在该单元的上壳体内部设置与水或取热介质主进入单元数量方位一致的中心筒体隔板和外环径向隔板，中心筒体隔板内形成独立的汽水或被加热介质流出区，外环径向隔板把中心筒体隔板与上壳体间的区域分成多个独立的汽水或被加热介质流出区，外环径向隔板同时与上壳体和中心筒体隔板焊接固定，在上壳体上设置多个汽水或被加热介质主出口，汽水或被加热介质主出口位于每两个外环径向隔板之间的方位，与每个区一一对应。这样就相当于多个外环径向隔板将汽水或被加热介质主流出单元分为多组，每组对应一个汽水或被加热介质主出口。汽水或被加热介质主流出单元分成的多个区与水或取热介质主进入单元分成的多个区上下--
对应，即两个单元的外环径向隔板方位一致，每个区内设置多支换热管。
[0009]水或取热介质主进入单元之上为汽水或被加热介质副流出单元，该单元内部设置与汽水或被加热介质换热套管相对应的水或取热介质进入管。汽水或被加热介质副流出单元之上为水或取热介质副进入单元，由小管板隔开，小管板上下设置为可拆分结构，优选法兰连接结构。水或取热介质副进入单元和汽水或被加热介质副流出单元可以用隔板分成几个小区。
[0010]下管板以下为取热单元，取热单元壳体内设置一定数量取热管束，取热管束为内外套管式，外管为汽水或被加热介质换热套管，上端固定在下管板上；内管为水或取热介质进入管，与水汽主流出单元换热管对应的水或取热介质进入管上端从取热单元穿过汽水或被加热介质主流出单元后固定在上管板上，与水汽或被加热介质副流出单元对应的水或取热介质进入管上端穿过汽水或被加热介质副流出单元后固定在小管板上。在取热单元上部设置一个催化剂进入口、下部设置流化气体进入口和分布器。水或取热介质主进入单元和汽水或被加热介质主流出单元由上管板隔开，汽水或被加热介质主流出单元和取热单元由下管板隔开，且每个单元与管板之间均设置为可拆分结构，优选法兰连接方式。
[0011]在取热单元壳体上可以设置固体颗粒出口，使冷却后的固体颗粒流出。
[0012]一种固体粒子冷却器，在取热单元下部设置催化剂携带气体置换单元，该置换单元壳体内设置气体置换元件，在气体置换元件与催化剂出口间设置置换介质入口和置换介质分布器。
[0013]具体的方案为:上管板和小管板布置一定数量的水或取热介质进入管，下管板布置一定数量的汽水或被加热介质换热套管，水或取热介质进入管与汽水或被加热介质换热套管布置数量和方位一致，上下管板及小管板按方位安装后，水或取热介质进入管装进汽水或被加热介质换热套管内，形成一个个独立被加热介质回路的换热单元，汽水或被加热介质换热套管则伸向下部的取热单元，对催化剂进行换热，这样就形成了一定数量的可分组控制式换热管。再生器或反应器中有多余热量的催化剂由催化剂进入口进入下部的取热单元；同时，一部分取热介质由上封头上部或侧部设置的2~10个水或取热介质主入口进入水或取热介质主进入单元内部相对应的2~10个分区内，流入上管板布置的与水汽或被加热介质主流出口对应的水或取热介质进入管中，一部分取热介质由小封头的中部水或取热介质副入口进入水或取热介质副进入单元，流入小管板布置的内圈水或取热介质进入管中，然后两部分取热介质进入下部取热单元的汽水或被加热介质换热套管内，与由催化剂进入口进入的多余热量的催化剂进行热交换；热交换后，被加热介质一部分进入汽水或被加热介质主流出单元内相对应的2~10个分区内，再通过每个分区对应的汽水或被加热介质主出口引出，一部分进入汽水或被加热介质副流出单元，再通过该单元壳体上设置的汽水或被加热介质副出口引出。这样，当某组的管束出现故障或设备负荷有变化时，只需关闭该组的换热管即可，设备仍可正常运行，便于切换，可操作性强。流化气体进入口和分布器可调节催化剂的冷却程度。
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