一种线性急冷换热器入口连接件的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种线性急冷换热器入口连接件。入口连接件的一端与裂解炉出口炉管（1）连接，另一端与双套管换热元件（2）相连，入口连接件主要由入口锥体（3）、隔热件（4）和冷却介质连接件（5）组成。冷却介质连接件（5）为双壁管板连接件结构，与双套管换热元件（2）对接焊接后形成的腔体下部间隙大于上部间隙，可很好地降低入口连接件和双套管换热元件的热强度。该实用新型结构简单，使用寿命长，裂解气停留时间短，无需机械清焦，特别适用于乙烯裂解装置辐射炉管间距较小的情况。
【专利说明】一种线性急冷换热器入口连接件
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉用于乙烯裂解技术的设备，具体涉及一种线性急冷换热器入口连接 件。
【背景技术】
[0002] 裂解炉是乙烯装置的关键单元。裂解原料在裂解炉炉管中经过高温裂解后，进入 急冷换热器进行快速冷却，防止二次反应的发生，减少烯烃损失，同时将热能回收产生蒸 汽。随着乙烯裂解炉急冷技术的发展，为了进一步缩短急冷换热器绝热段停留时间、避免裂 解气分配不均匀问题，目前新建和改造裂解炉用急冷换热器大多采用线性急冷换热器。线 性急冷换热器换热单元的布置与辐射炉管构型有直接关系，通常炉管出口与急冷换热器入 口连接件一一对应连接。
[0003] 众所周知，线性急冷换热器由入口连接锥体、双套管换热元件、冷却介质连接件、 水汽联箱、高温介质联箱、水力清焦孔等组成。基于此，线性急冷换热器的结构形式如下：每 个双套管换热元件由两个同心的管子组成，其中内管走高温介质--800°C左右的裂解气， 外管和内管之间的环隙走冷却介质--350°C左右的水汽混合物，每个双套管换热元件通 过一个入口连接锥体与一根裂解炉出口炉管连接，多个双套管换热元件平行布置成单排或 双排排列，通过水汽联箱和高温介质联箱连接在一起，形成一台线性急冷换热器。现有技术 中的冷却介质连接件采用双壁管板连接件结构，双壁管板连接件与一组双套管换热元件连 接，双套管换热元件内管和外管之间的热膨胀差应力可通过内管预拉伸来消减，但双壁管 板连接件内外壁间隙与内外管间环隙相同，裂解气换热过程中，连接件下部承受的热强度 较高，容易损坏。另一种现有技术的冷却介质连接件为外凸曲面的回转体，其结构可以很好 地吸收双套管换热元件的内管外管之间由于金属壁温的不同所形成的膨胀热应力，回转体 内外壁间隙远大于内外管间环隙，连接件下部有较充足的冷却介质参与换热，但由于冷却 介质连接件径向尺寸较大，这种结构不适用于辐射炉管间距较小的情况。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种结构简单、解决上述问题的线性急冷换热器入口 连接件。
[0005] 本实用新型提供一种线性急冷换热器入口连接件，入口连接件的一端与裂解炉出 口炉管1连接，另一端与双套管换热元件2相连，其特征在于线性急冷换热器入口连接件主 要由入口锥体3、隔热件4和冷却介质连接件5组成；入口锥体3为一底部带有锥形过渡段 的空心圆柱体，锥形底部连接面为单壁，顶部圆柱体连接面为双壁，底部的单壁连接面与裂 解炉出口炉管1连接，同时沿着入口锥体3长度方向，底部连接面从单壁过渡到顶部的双壁 连接面，分为内壁连接面和外壁连接面，顶部的双壁连接面之间的环形间隙其底部封闭；入 口锥体3顶部的外壁连接面与冷却介质连接件5的底部连接；入口锥体3顶部的双壁连接 面之间的环形间隙内置有隔热件4 ;冷却介质连接件5为双壁管板连接件结构，底部与入口 锥体3顶部的外壁连接面连接，外壁管顶部与双套管换热元件2的外管7连接，冷却介质连 接件5下部一侧设有锅炉给水接口 8,另一侧设有排污清洁口 9 ;冷却介质连接件5底部有 一内伸凸台形成内壁管，与双套管换热元件2的内管6连接，冷却介质连接件5的内壁管以 及外壁管顶部分别与双套管换热元件2的内管6、外管7对接焊接后形成的腔体，通过冷却 介质连接件5前部的锅炉给水接口 8,使之成为引入锅炉给水的冷却介质通道。
[0006] 本实用新型的线性急冷换热器入口连接件锅炉给水接口（8)和排污清洁口（9)最 好在冷却介质连接件（5)侧面相对的位置。
[0007] 本实用新型的冷却介质连接件5为双壁管板连接件结构，最好其内外壁管间隙大 于双套管换热元件2内外管间隙，即所形成腔体下部间隙dl大于上部间隙d2,以降低入口 连接件和内管热强度，最好dl比d2大3?10mm。冷却介质连接件5外壁管上部最好有缩 口，以便与外管7对接焊接。冷却介质连接件5底部有内伸凸台形成内壁管与内管6对接 焊接。
[0008] 本实用新型的冷却介质连接件5径向尺寸较小，特别适用于炉管间距较小的情 况。
[0009] 本实用新型线性急冷换热器入口连接件建议采用有限元分析程序对其温度场进 行数值分析，为机械设计时进行合理选材提供依据。
[0010] 采用本实用新型提供的一种线性急冷换热器急冷入口连接件，其结构简单，使用 寿命长，裂解气停留时间短，无需机械清焦，冷却介质连接件与内管和外管所形成腔体有助 于降低入口连接件和内管热强度，且便于维护检修。另一个特点是采用本实用新型的线性 急冷换热器入口连接件径向尺寸较小，适用于炉管间距较小的情况，可用于新建乙烯裂解 装置的线性急冷换热器，也可用于在役投用的线性急冷换热器入口连接件的改造。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1是本实用新型线性急冷换热器入口连接件的结构示意图。
[0012] 图2是图1中冷却介质连接件5的A-A剖面图。
【具体实施方式】
[0013] 图1是应用本实用新型的一种线性急冷换热器入口连接件，仅是本实用新型的一 种形式，本实用新型并不仅限于此。
[0014] 参阅图1，入口连接件的一端与裂解炉出口炉管1对接焊接，另一端与双套管换热 元件2对接焊接。高温裂解气从裂解炉出口炉管1进入线性急冷换热器。
[0015] 参阅图1，入口连接件由入口锥体3、隔热件4和冷却介质连接件5组成，冷却介质 连接件5为双壁管板连接件结构，其外壁管上部有缩口以便与外管7对接焊接，底部有内伸 凸台形成内壁管以便与内管6对接焊接，与内管6、外管7对接焊接后形成的腔体成为冷却 介质的流动通道。腔体下部间隙dl为16. 5mm，腔体上部间隙d2为12. 5mm。
[0016] 参阅图1、图2,冷却介质连接件下部一侧设有锅炉给水接口 8以引入冷却介质，冷 却介质在冷却介质连接件5与双套管换热元件内管6、外管7对接焊接后形成的腔体内流 动。冷却介质连接件6下部相对一侧还设有排污清洁口 9, 一方面可以起到间断排污作用， 另一方面在线性急冷换热器停车检修时，可用相应工具通过排污清洁口 9将沉积在冷却介 质连接件5底部的杂质进行机械清除。
【权利要求】
1. 一种线性急冷换热器入口连接件，入口连接件的一端与裂解炉出口炉管（1)连接， 另一端与双套管换热元件（2)相连，其特征在于线性急冷换热器入口连接件主要由入口锥 体（3)、隔热件（4)和冷却介质连接件（5)组成；入口锥体（3)为一底部带有锥形过渡段的 空心圆柱体，锥形底部连接面为单壁，顶部圆柱体连接面为双壁，底部的单壁连接面与裂解 炉出口炉管（1)连接，同时沿着入口锥体（3)长度方向，底部连接面从单壁过渡到顶部的双 壁连接面，分为内壁连接面和外壁连接面，顶部的双壁连接面之间的环形间隙其底部封闭； 入口锥体（3 )顶部的外壁连接面与冷却介质连接件（5 )的底部连接；入口锥体（3 )顶部的双 壁连接面之间的环形间隙内置有隔热件（4);冷却介质连接件（5)为双壁管板连接件结构， 底部与入口锥体（3)顶部的外壁连接面连接，外壁管顶部与双套管换热元件（2)的外管（7) 连接，冷却介质连接件（5)下部一侧设有锅炉给水接口（8)，另一侧设有排污清洁口（9);冷 却介质连接件（5)底部有一内伸凸台形成内壁管，与双套管换热元件（2)的内管（6)连接， 冷却介质连接件（5 )的内壁管以及外壁管顶部分别与双套管换热元件（2 )的内管（6 )、外管 (7)对接焊接后形成的腔体，通过冷却介质连接件（5)前部的锅炉给水接口（8)，使之成为 引入锅炉给水的冷却介质通道。
2. 根据权利要求1所述的线性急冷换热器入口连接件，其特征在于线性急冷换热器入 口连接件锅炉给水接口（8)和排污清洁口（9)在冷却介质连接件（5)侧面相对的位置。
3. 根据权利要求1所述的线性急冷换热器入口连接件，其特征在于冷却介质连接件 (5)为双壁管板连接件结构，其内外壁管间隙大于双套管换热元件（2)内外管间隙，即所形 成腔体下部间隙dl大于上部间隙d2。
4. 根据权利要求3所述的线性急冷换热器入口连接件，其特征在于dl比(12大3? 10mm〇
5. 根据权利要求3所述的线性急冷换热器入口连接件，其特征在于冷却介质连接件 (5)外壁管上部有缩口，以便与外管（7)对接焊接。
【文档编号】F28F9/26GK203908384SQ201420319233
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月16日 优先权日:2014年6月16日
【发明者】李金科, 张建, 孙建兵, 李宁 申请人:天华化工机械及自动化研究设计院有限公司