专利名称：线性急冷锅炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于乙烯裂解技术的设备，具体说是一种线性急冷锅炉。
背景技术：
裂解炉是乙烯厂的关键装置，原料在裂解炉炉管中高温裂解后，进入急冷锅炉快速冷却，以防止二次反应的发生，并将热能回收产生高压蒸汽。传统急冷锅炉大多采用双套管式或单套管式急冷锅炉。
双套管式急冷锅炉由多根套管式换热元件组成，其内管走裂解气，外管与内管的夹套间隙走冷却介质——蒸汽水混合物。所有换热管共用一个大的入口封头。内管和外管分别与横截面为扁圆形的上下管子焊接，靠扁圆管的挠性吸收内管与外管间的热膨胀差。此种急冷锅炉换热管多，流通面积大，阻力降小，有利于裂解。而且换热管管径较小，管壁薄，金属消耗量少。但裂解气必须汇集到入口封头中，因而停留时间长，局部有涡流产生或死区存在，裂解气在此容易结焦，且裂解气在换热管管束存在分配问题，中间部位的换热管管内裂解气流量大，结焦焦层薄，周边部位的换热管管内裂解气流量小，结焦焦层厚。在裂解重质原料时，这种现象特别明显，周边部位的换热管甚至被焦堵死，换热管利用率底，迫使停车水力清焦，影响裂解炉的操作周期。此外，炉管出口与急冷锅炉入口封头之间用一个大的通过数次集合到一起的集合管连接，集合管成型和加工复杂，而且需要消耗大量的贵重合金钢。
单套管式急冷锅炉由一根内管、一根外管和两个小的进出口连接件组成，内管走裂解气，外管与内管的夹套间隙走冷却介质——蒸汽水混合物。制造时采用内管预拉技术解决内管与外管间的部分膨胀热应力。此种急冷锅炉每台只有一根换热管，炉管出口直接与急冷锅炉入口连接，或经过一次集合与急冷锅炉入口连接。由于没有进口封头，因而裂解气冷却迅速，无涡流产生，也没有分配问题，有效的抑制了裂解气的二次反应，烯烃损失少，并可实现不停炉烧焦。但由于换热管管径大，管壁厚，因此金属消耗量多，造价高，另外裂解气压降也大。此外，当换热管较长时，仅靠内管预拉技术将难以完成缓解内管与外管间的膨胀热应力。
发明内容本实用新型的目的是提供一种能使裂解气停留时间短、冷却迅速、无涡流产生、无分配问题的线性急冷锅炉。
本实用新型的目的是这样实现的一种线性急冷锅炉，由进口连接部件、扁圆管、双套管换热元件、联箱、水力清焦孔、集气管组成，其换热元件由内管和外管组成，内管走裂解气，外管与内管的夹套间隙走冷却介质——蒸汽水混合物，其特征在于每组换热元件的进口都设有进口连接部件，进口连接部件分别与一根裂解炉炉管出口连接，换热元件(6)按炉管出口的排列要求，设置成单排或双排。
所述的进口连接部件上设有连接件，在连接件的环隙中从下往上依次填有隔热模块、耐热合金环板及陶瓷纤维。
所述的连接件的进口端面与裂解炉炉管出口连接，其内径与炉管内径相同，进口端面的上端为一过渡锥体，过渡锥体的上端设有内环、外环，内环的下游插入急冷锅炉内管中，外环的下游与下扁圆管连接，内环出口端面为自由端，其上开有四条环形均布的膨胀缝；内环与外环之间为一环隙。
在本实用新型中裂解气停留时间短，冷却迅速，无涡流产生，也没有分配问题，有效抑制了裂解气的二次反应；此外，与传统的双套管急冷锅炉相比，没有裂解炉炉管至急冷锅炉进口之间的集合管，节省了贵重合金钢的消耗。它即可用于新建裂解装置，也适用于老裂解装置的改造，特别对于裂解炉炉管排列复杂，难以集合到一个入口封头的情况，更显示了其结构简单、整体造价低的优点。
图1为具有单排或错排炉管的裂解炉所对应的本实用新型结构示意图图2为具有双排炉管的裂解炉所对应的本实用新型结构示意图图3为图1的A——A断面俯视图图4为进口连接部件1的局部放大图图5为连接件16的结构示意图具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行进一步详细地描述参阅图1、2、3，图1由一排套管式换热元件6组成，图2由两排套管式换热元件6组成，该换热元件6由内管7和外管8组成，裂解气在内管7内流动，冷却介质——蒸汽水混合物在两管之间的环隙流动。内管7和外管8的底端连接到下扁圆管2上，上端连接到上扁圆管9上。内管7完全通过扁圆管，外管8与扁圆管的内部相通。下联箱4的接管5上连接有下降管，炉水从下降管进入下联箱4中，再经过连接管3进入下扁圆管2，然后分别进入内管7与外管8管子之间的环隙空间，与气体换热后变为蒸汽水混合物流入上扁圆管9中，依次经连接管10、上联箱11、上联箱接管12进入上升管中，炉水靠水与蒸汽水混合物的密度差形成自然循环。从炉管出来的裂解气经进口连接部件1进入内管7，通过内管7将热量传递给蒸汽水混合物后，汇集到集气管14中，最后经出口管15进入管路下游。图中13为内管7的水力清焦孔。
参阅图4、5，本实用新型的进口连接部件1由连接件16、隔热模块17、耐热合金环板18、陶瓷纤维19组成，进口连接部件1的进口端面20与裂解炉的炉管焊接，其内径等于炉管出口端内径。过渡锥体21的小端直径等于端面20的外径，大端直径等于外环23的外径。过渡锥体21的下游分别与内环22和外环23相连成为一个整体。内环22的下游插入内管7中，外环23的下游与扁圆管焊接。内环出口端面25为自由端，而且开有四条环行均布的膨胀缝26，因而内环22可在内管7中自由膨胀。内环22与外环23之间的环隙24中填有隔热模块17、耐热合金环板18及陶瓷纤维19。
进口连接部件1的组装方法是先在连接件16的内环22的下游端缠绕几层牛皮纸，厚度以使内环22能紧密插入内管7中，宽度等于内环22插入内管7中的长度，牛皮纸在运行时受热分解，形成一个均匀的缝隙，以适应内环22与内管7之间径向和轴向的热膨胀。同样在环隙24中表面粘贴3～4层牛皮纸，以适应连接件16与隔热模块17不同的热膨胀。隔热模块17在插入连接件16的环隙24之前，在表面涂以隔热胶泥。在连接件16焊接前应充分干燥隔热模块17及胶泥。隔热模块17也可用散料捣制，同样先在环隙24中表面粘贴3～4层牛皮纸，将配置好的散料填入环隙24中并捣实，焊接前应充分干燥。隔热模块17安装完后，依次装入耐热合金环板18及陶瓷纤维19，最后完成连接件16与下扁圆管2之间的焊接。
权利要求1.一种线性急冷锅炉，由进口连接部件、扁圆管、双套管换热元件、联箱、水力清焦孔、集气管组成，其换热元件(6)由内管(7)和外管(8)组成，内管(7)走裂解气，外管(8)与内管(7)的夹套间隙走冷却介质——蒸汽水混合物，其特征在于每组换热元件(6)的进口都设有进口连接部件(1)，进口连接部件(1)分别与一根裂解炉炉管出口连接，换热元件(6)按炉管出口的排列要求，设置成单排或双排。
2.根据权利要求1所述的一种线性急冷锅炉，其特征在于所述的进口连接部件(1)上设有连接件(16)，在连接件(16)的环隙(24)中从下往上依次填有隔热模块(17)、耐热合金环板(18)及陶瓷纤维(19)。
3.根据权利要求1或2所述的一种线性急冷锅炉，其特征在于所述的连接件(16)的进口端面(20)与裂解炉炉管出口连接，其内径与炉管内径相同，进口端面(20)的上端为一过渡锥体(21)，过渡锥体(21)的上端设有内环(22)、外环(23)，内环(22)的下游插入急冷锅炉内管(7)中，外环(23)的下游与下扁圆管(2)连接，内环(22)出口端面(25)为自由端，其上开有四条环形均布的膨胀缝(26)；内环(22)与外环(23)之间为一环隙(24)。
专利摘要本实用新型公开了一种线性急冷锅炉,由进口连接部件、扁圆管、双套管换热元件、联箱、水力清焦孔、集气管组成,其换热元件由内管和外管组成,内管走裂解气,外管与内管的夹套间隙走冷却介质——蒸汽水混合物,其每组换热元件的进口都设有进口连接部件,进口连接部件分别与一根裂解炉炉管出口连接,换热元件按炉管出口的排列要求,设置成单排或双排。进口连接部件上设有连接件,连接件的进口端面的上端为一过渡锥体,过渡锥体的上端设有内环、外环,内环出口端面为自由端,内环与外环之间为一环隙,其中填有隔热模块、耐热合金环板及陶瓷纤维。本实用新型能使裂解气停留时间短、冷却迅速、无涡流产生、无分配问题,结构简单,整体造价低。
文档编号C10G9/00GK2498159SQ0126525
公开日2002年7月3日 申请日期2001年9月30日 优先权日2001年9月30日
发明者李金科, 张松龙 申请人:中国石油化工股份有限公司, 天华化工机械及自动化研究设计院