二程管2为两根炉管，第三程炉管3为一根炉管，第一程炉管I为椭圆形炉管，第二程炉管2和第三程炉管3为圆形炉管。第一程炉管通过椭圆-圆过渡管件6过渡到U型管，第二程炉管通过Y型管6’汇聚到第三程炉管。
[0035]具体说来，为了克服现有两程2-1炉管和四程2-1-1-1炉管的缺点，本实用新型采用三程2-2-1型辐射炉管，辐射炉管物料下进上出，在一定程度上改善了工艺性能；将第一程管设计成椭圆形炉管，第二程和第三程管是圆形炉管。增大了第一程管换热表面积，减小了相邻炉管的遮蔽效应，从而减小了冷区面积，提高了有效换热面积，使辐射传热更加均匀。
[0036]如图3所示，一个实施例如下:辐射炉管为三程炉管2-2-1型炉管，第一程炉管和第二程炉管为两根炉管，第三程炉管为一根炉管，第一程炉管为椭圆形炉管，第二程和第三程炉管为圆形炉管。
[0037]第一程炉管为椭圆形炉管，椭圆形炉管的横截面在长轴两端分别设置有弧形凸起9，如图6所示。辐射炉管均为垂直吊挂，并垂直于辐射传热区的中线20。椭圆形炉管截面在长轴两端有两个弧形凸起，可以起到减小管内流体边界层、增加传热效果的作用。
[0038]图4和5中是多组炉管排布，多组排列以体现椭圆形炉管之间排布具有较小的遮蔽性。(S2<Sl)o具体来说，图4为第一程管是圆形的炉管排列，其中，圆形炉管间冷区示意为7，圆形炉管间的冷区范围为SI ;图5为第一程管是椭圆形的炉管排列，其中，椭圆炉管间冷区示意为8，椭圆形炉管间的冷区范围为S2，第一程炉管是椭圆炉管，较圆形炉管来说减小了相邻炉管间的遮蔽效应，最大程度的减小了冷区面积(S2 < SI)，保证炉管径环向表面上的温度分布均匀，减轻了结焦的程度，进而延长了裂解炉的运行周期。
[0039]本实用新型提供了一种乙烯裂解炉用椭圆形截面的2-2-1型辐射炉管，其具有两程2-1型炉管较短停留时间和较低压力降的特点，又具有四程2-1-1-1型炉管生产能力较大的特点，在一定程度上改善了工艺性能；三程2-2-1型辐射炉管可采取物料炉底进炉顶出的方式(物料永远是从第一程到第三程炉管，第一程管可能在最上部、第三程管在最下部，也可以是第一程管在最下部、第三程管在最上部)，使横跨管布置在炉底、废热锅炉和部分炉管的弹簧吊架系统布置在炉顶，增加了炉顶空间布置的灵活性，给工程实施带来了便利；将第一程管设计成椭圆形炉管，第二程管是圆形炉管，增大了第一程管换热表面积，减小了相邻炉管的遮蔽效应，从而减小了冷区面积，提高了有效换热面积，使辐射传热更加均匀。
[0040]上述技术方案只是本实用新型的几种最为典型的实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本实用新型公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本实用新型上述【具体实施方式】所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。本实用新型辐射段炉管可用于新建裂解炉或对裂解炉进行扩能改造。
【主权项】
1.一种乙烯裂解炉用椭圆形截面的2-2-1型辐射炉管，其特征在于:所述乙烯裂解炉用椭圆形截面的2-2-1型辐射炉管包括第一程炉管、第二程炉管和第三程炉管； 所述第一程炉管包括两根炉管，第二程炉管包括两根炉管，第三程炉管包括一根炉管； 所述第一程炉管的两根炉管均为椭圆形炉管；所述第二程炉管和第三程炉管均为圆形炉管； 所述第一程炉管的每根炉管的一端与一个椭圆-圆过渡管件的一端连接，每个椭圆-圆过渡管件的另一端与一个U型管的一端连接，两个U型管的另一端分别与第二程炉管的两根根炉管的一端连接，第二程炉管的两根炉管的另一端分别与Y型管的两个入口端连接，Y型管的出口端与跨管的一端连接，跨管的另一端与第三程炉管的一端连接。
2.根据权利要求1所述的乙烯裂解炉用椭圆形截面的2-2-1型辐射炉管，其特征在于:所述第一程炉管的开口端位于最上方，所述第三程炉管的开口端位于最下方； 或者所述第一程炉管的开口端位于最下方，所述第三程炉管的开口端位于最上方。
3.根据权利要求2所述的乙烯裂解炉用椭圆形截面的2-2-1型辐射炉管，其特征在于:在所述第一程炉管的每根炉管的内壁上均设有两个与其轴线平行的凸起； 两个所述凸起的横截面均为弧形； 在第一程炉管的每根炉管的横截面上，两个凸起分别位于椭圆形长轴的两端。
4.根据权利要求3所述的乙烯裂解炉用椭圆形截面的2-2-1型辐射炉管，其特征在于:所述椭圆-圆过渡管件为管状结构，其上端面的横截面为椭圆形，下端面的横截面为圆形，中间为从椭圆形到圆形的过渡段，其上端面的尺寸与第一程炉管的每根炉管的横截面尺寸相同，下端面的尺寸与U型管的横截面的尺寸相同。
5.根据权利要求1至4任一所述的乙烯裂解炉用椭圆形截面的2-2-1型辐射炉管，其特征在于:所述第一程炉管的两根炉管、第二程炉管的两根炉管和第三程炉管均垂直吊挂，并垂直于辐射传热区的中线。
【专利摘要】本实用新型提供了一种乙烯裂解炉用椭圆形截面的2-2-1型辐射炉管，属于裂解炉领域。本装置包括第一程炉管、第二程炉管和第三程炉管；所述第一程炉管包括两根炉管，第二程炉管包括两根炉管，第三程炉管包括一根炉管；所述第一程炉管的两根炉管均为椭圆形炉管；所述第二程炉管和第三程炉管均为圆形炉管；所述第一程炉管的每根炉管的一端与一个椭圆-圆过渡管件的一端连接，每个椭圆-圆过渡管件的另一端与一个U型管的一端连接，两个U型管的另一端分别与第二程炉管的两根炉管的一端连接，第二程炉管的两根炉管的另一端分别与Y型管的两个入口端连接，Y型管的出口端与跨管的一端连接，跨管的另一端与第三程炉管的一端连接。
【IPC分类】C10G9-20, C07C11-04, C07C4-04
【公开号】CN204325250
【申请号】CN201420770179
【发明人】孙向军, 薛磊, 李光, 郭玉萍
【申请人】中国石化工程建设有限公司, 中石化炼化工程（集团）股份有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月9日