全自动旋流式蒸汽混合加热器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种全自动旋流式蒸汽混合加热器，其进液套管、主套管、出液套管依次固定连接，进液套管与主套管之间安装管板法兰，进液套管外端固装液体进口，出液套管外端固装液体出口；在主套管内的管板法兰上平行安装膛线旋流管束，在进液套管上垂直轴向安装蒸汽进口，该蒸汽进口通关蒸汽导流管及蒸汽旋流锥连接至膛线旋流管束的一端部，膛线旋流管束的另一端部位于主套管内，与主套管内腔连通。本发明通过对饱和蒸汽导流、利用膛线束管形成蒸汽旋流带动加热介质旋转，形成高效的蒸汽混合加热效果，同时可通过对介质温度、压力、流量；蒸汽温度、压力、流量进行实时监控，达到节能降耗的目的；且有效彻底解决防垢、防堵、清洗等技术缺陷。
【专利说明】
全自动旋流式蒸汽混合加热器
技术领域
[0001]本发明属于石油、石化行业的原油、水等加热装置，特别是一种全自动旋流式蒸汽混合加热器。
【背景技术】
[0002]目前，石油、石化行业中，经常用到换热装置。现有的换热装置多为螺旋板式换热器，或者管壳式换热器。螺旋板式换热器是采用钢板材料由两张钢板卷制而成，形成了两个均匀的螺旋通道焊成的换热器。材质有9235-8，304，321，3161^，30礼等。螺旋板式换热器存在如下技术术缺陷:由于介质流道间隙过小，如介质杂质含量高，经饱和蒸汽加热后，流道容易形成大面积垢堵，不能作机械清洗。严重影响正常的生产运行。同时对螺旋板式换热器、管道、阀件使用寿命影响较大。不能有效彻底解决防垢、防堵、清洗等技术缺陷。
[0003]管壳式换热器又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。由壳体、传热管束、管板、折流板(挡板)和管箱等部件组成。管壳式换热器存在如下技术缺陷:由于管内外流体的温度不同，因之换热器的壳体与管束的温度也不同。如果两温度相差很大，换热器内将产生很大热应力，导致管子弯曲、断裂，或从管板上拉脱。由于管束通径过小，如介质杂质含量高，经饱和蒸汽加热后，管束容易形成大面积垢堵，不能清洗，只能更换。严重影响正常的生产运行。同时对管壳式换热器、管道、阀件使用寿命影响较大。不能有效彻底解决防垢、防堵、清洗等技术缺陷。
[0004]蒸汽加热的最理想状态为将蒸汽直接加入需加热的介质中，这样蒸汽中所含热能可最大限度的被混合液吸收，从而达到节能降耗，提高热效率的目的。但是，蒸汽直接和低温液体介质混合时会发生强烈水击现象，主要因为蒸汽与低温液体介质相遇时蒸汽迅速液化，在蒸汽和液体介质之间不断产生真空，同时蒸汽以极高的频率撞击液体介质，当管道前端的液体介质不能及时排出时，被蒸汽高速撞击的液体介质体积被压缩，同时在管到弹力的作用下，管道产生高频的压力波动，使管道产生震动，当震动与管道固有频率接近时，形成极大的震动，严重时可使管壁及管线衔接脆弱处爆裂。因此研究一种可使蒸汽和低温液体介质混合时不发生水击的设备，是解决问题的关键。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供通过对饱和蒸汽导流、利用膛线束管形成蒸汽旋流带动加热介质旋转，形成高效的蒸汽混合加热效果，且可避免水击现象的全自动旋流式蒸汽混合加热器。
[0006]本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的:
[0007]—种全自动旋流式蒸汽混合加热器，其特征在于:主要由主套管、进液套管、出液套管、膛线旋流管束、管板法兰、液体进口、液体出口、蒸汽进口、蒸汽导流管、蒸汽旋流锥构成，进液套管、主套管、出液套管依次固定连接，进液套管与主套管之间安装管板法兰，进液套管外端固装液体进口，出液套管外端固装液体出口；在主套管内的管板法兰上平行安装膛线旋流管束，在进液套管上垂直轴向安装蒸汽进口，该蒸汽进口通过蒸汽导流管及蒸汽旋流锥连接至膛线旋流管束的一端部，膛线旋流管束的另一端部位于主套管内，与主套管内腔连通。
[0008]而且，所述的蒸汽旋流锥及膛线旋流管束与所述管板法兰偏心安装，在主套管内的蒸汽旋流锥及膛线旋流管束下部形成杂质沉淀区域。
[0009]而且，所述的出料套管为偏心锥形套管，出料套管上的液体出口向下偏心设置;所述的液体进口位于进液套管的上部位置。
[0010]而且，所述的蒸汽旋流锥由锥体外壳及其内部所固装的多片旋流叶片构成，相邻旋流叶片之间形成导流槽。
[0011]而且，所述的进液套管下部设置有检查口。
[0012]而且，所述的膛线旋流管束采用长短混合膛线旋流管。
[0013]而且，所述的膛线旋流管束呈多圈排布于管板法兰上，且由外圈至内圈高度每圈递减2_3cm。
[0014]本发明的优点和有益效果为:
[0015]1.本全自动旋流式蒸汽混合加热器，带压蒸汽通过蒸汽管线进入装置的蒸汽进口后通过蒸汽旋流锥发生顺时针旋转，后继续进入膛线旋流管束内由于膛线的作用在束管中以顺时针旋转的旋流形式向前推进，在这个过程中来液经过装置液体进口不断充满腔室，与腔室内的束管中进行旋流的蒸汽进行热交换，束管中的蒸汽由于散热液化，以95°C左右的热水的形式喷出束管，在主套管末端直接与来液混合形成旋流进入外部的集输管线，在集输管线中热水继续与来液继续以旋流形式不断混合升温，可达到进站来液升温35°C左右的加热需求，换热效率高，蒸汽热源使用率接近100%。
[0016]2.本全自动旋流式蒸汽混合加热器，采用蒸汽的螺旋进入方式，蒸汽液化后的热水旋转流出，不会与腔内液体正面直接接触，因此不会出现水击现象影响设备、管线使用寿命，并且两段加温的加热工艺可大幅减少蒸汽用量、节能降耗效果明显。
[0017]3.本全自动旋流式蒸汽混合加热器，其蒸汽旋流锥及膛线旋流管束与所述管板法兰偏心安装，在主套管内的蒸汽旋流锥及膛线旋流管束下部形成杂质沉淀区域，内腔相当于DN250管线通经，可防止油水混合液中泥砂、杂质的淤积和因结垢造成的堵塞，有效降低集输管线压力，减少站外因压力过高造成的机栗损坏；出料套管为偏心锥形套管，出料套管的出口端向下偏心设置，液体进口位于进液套管的上部位置，便于混合液中杂质被混合液体夹带而出。
[0018]4.本全自动旋流式蒸汽混合加热器，膛线旋流管束呈多圈排布于管板法兰上，且由外圈至内圈高度每圈递减2-3cm，可有效增强扰流效果，提高换热效率。
[0019]5.本发明结构设计科学合理，通过对饱和蒸汽导流、利用膛线束管形成蒸汽旋流带动加热介质旋转，形成高效的蒸汽混合加热效果，同时可通过对介质温度、压力、流量;蒸汽温度、压力、流量进行实时监控，达到节能降耗的目的；且有效彻底解决防垢、防堵、清洗等技术缺陷。
【附图说明】
[0020]图1为本发明的主视图；
[0021]图2为本发明的内部结构示意图；
[0022]图3为本发明的蒸汽旋流锥的结构示意图。
[0023]附图标注说明:
[0024]1-液体进口、2-进液套管、3-蒸汽进口、4-主套管、5-出液套管、6-液体出口、7_支座、8-检查口、9-蒸汽导流管、10-蒸汽旋流锥、11-管板法兰、12-膛线旋流管束、13-锥体外壳、14-旋流叶片。
【具体实施方式】
[0025]下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
[0026]—种全自动旋流式蒸汽混合加热器，其主要由主套管4、进液套管2、出液套管5、膛线旋流管束12、管板法兰11、液体进口 1、液体出口 6、蒸汽进口 3、蒸汽导流管9、蒸汽旋流锥10构成。进液套管、主套管、出液套管依次固定连接，进液套管与主套管之间安装管板法兰，进液套管外端上部固装液体进口，出液套管外端固装液体出口。在主套管内的管板法兰上平行安装膛线旋流管束，在进液套管上垂直轴向安装蒸汽进口，该蒸汽进口通过蒸汽导流管及蒸汽旋流锥连接至膛线旋流管束的一端部，膛线旋流管束的另一端部位于主套管内，与主套管内腔连通。主套管底部通过支座7与地基固定。
[0027]蒸汽旋流锥及膛线旋流管束与所述管板法兰偏心安装，在主套管内的蒸汽旋流锥及膛线旋流管束下部形成杂质沉淀区域。出料套管为偏心锥形套管，出料套管的出口端向下偏心设置。蒸汽旋流锥由锥体外壳13及其内部所固装的多片旋流叶片14构成，相邻旋流叶片之间形成导流槽。进液套管下部设置有检查口 8。膛线旋流管束采用长短混合膛线旋流管。膛线旋流管束呈多圈排布于管板法兰上，且由外圈至内圈高度每圈递减2-3cm，可有效增强扰流效果，提高换热效率。
[0028]带压蒸汽通过蒸汽管线进入装置的蒸汽进口后通过蒸汽旋流锥发生顺时针旋转，后继续进入膛线旋流管束内由于膛线的作用在束管中以顺时针旋转的旋流形式向前推进，在这个过程中来液经过装置液体进口不断充满腔室，与腔室内的束管中进行旋流的蒸汽进行热交换，束管中的蒸汽由于散热液化，以95°C左右的热水的形式喷出束管，在主套管末端直接与来液混合形成旋流进入外部的集输管线，在集输管线中热水继续与来液继续以旋流形式不断混合升温，可达到进站来液升温15°C左右的加热需求，换热效率高，蒸汽热源使用率接近100%。蒸汽的螺旋进入方式，蒸汽液化后的热水旋转流出，热水不会与腔内液体正面接触，且采用长短不同的管子，因此不会出现水击现象影响设备、管线使用寿命，并且两段加温的加热工艺可大幅减少蒸汽用量、节能降耗效果明显。
[0029]尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
【主权项】
1.一种全自动旋流式蒸汽混合加热器，其特征在于:主要由主套管、进液套管、出液套管、膛线旋流管束、管板法兰、液体进口、液体出口、蒸汽进口、蒸汽导流管、蒸汽旋流锥构成，进液套管、主套管、出液套管依次固定连接，进液套管与主套管之间安装管板法兰，进液套管外端固装液体进口，出液套管外端固装液体出口；在主套管内的管板法兰上平行安装膛线旋流管束，在进液套管上垂直轴向安装蒸汽进口，该蒸汽进口通过蒸汽导流管及蒸汽旋流锥连接至膛线旋流管束的一端部，膛线旋流管束的另一端部位于主套管内，与主套管内腔连通。2.根据权利要求1所述的一种全自动旋流式蒸汽混合加热器，其特征在于:所述的蒸汽旋流锥及膛线旋流管束与所述管板法兰偏心安装，在主套管内的蒸汽旋流锥及膛线旋流管束下部形成杂质沉淀区域。3.根据权利要求1所述的一种全自动旋流式蒸汽混合加热器，其特征在于:所述的出料套管为偏心锥形套管，出料套管上的液体出口向下偏心设置;所述的液体进口位于进液套管的上部位置。4.根据权利要求1所述的一种全自动旋流式蒸汽混合加热器，其特征在于:所述的蒸汽旋流锥由锥体外壳及其内部所固装的多片旋流叶片构成，相邻旋流叶片之间形成导流槽。5.根据权利要求1所述的一种全自动旋流式蒸汽混合加热器，其特征在于:所述的进液套管下部设置有检查口。6.根据权利要求1所述的一种全自动旋流式蒸汽混合加热器，其特征在于:所述的膛线旋流管束呈多圈排布于管板法兰上，且由外圈至内圈高度每圈递减2-3cm。
【文档编号】F28D21/00GK106052454SQ201610514366
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月4日
【发明人】唐万成, 唐红友, 赵遂亭, 王玉锋, 郭维强
【申请人】天津市润泓达管件制造有限公司