一种急冷换热器的制作方法

本实用新型涉及石化行业的乙烯装置设备技术领域，具体说是一种急冷换热器。

背景技术：

急冷换热器是乙烯裂解炉上工艺性非常强的设备，它要求在极短的时间内迅速冷却高温裂解气，防止发生二次反应，减少目的烯烃的损失，同时回收高位热能。管壳式急冷换热器分为管程和壳程，其管程介质为高温裂解气，壳程介质为冷却水。其通常的流程是：高温裂解气经入口封头进入换热管，来自高压汽包的冷却水经锅炉给水接管进入到筒体形成的壳程空间进行换热，急冷后的裂解气进入出口封头并离开急冷换热器，而冷却水在换热后以水汽混合物的形式经水汽出口接管离开急冷换热器。管壳式换热器采用管板来分隔管程和壳程，并采用法兰连接或者焊接的方法来与入口封头、出口封头连接。运行期间，管板处承受较大的温差应力，管板与换热管的连接处由于金属壁温的不同也会产生膨胀热应力。已有技术中，出现过一种采用加强型薄管板来解决上述问题，通过一个厚管板来承受壳程较高的压力，再通过一个薄管板与换热管焊接使得金属壁温处于较低的水平，两个管板之间通过拉筋相连。这种加强型薄管板的缺点是结构复杂，制造难度大，成本高，同时，对于大直径的急冷换热器，由于管板水侧为平面，沉积于壳程底部的污渍以及积聚于壳程顶部的水汽不易排除，进而引起腐蚀并损害设备。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述现有技术中的不足，提供适一种用于冷却乙烯裂解炉高温裂解气的急冷换热器。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种急冷换热器，由下至上包括入口封头、入口管板、入口变径段、筒体、出口变径段、出口管板、出口封头和水汽出口，所述入口管板接触水的一侧的表面呈中间高周边低的斜坡状；所述筒体内设有一组换热管，所述换热管的两端分别固定连接在所述入口管板和出口管板上，连通所述入口封头与出口封头；所述筒体的上下部分别设有水汽出口和给水入口；高温裂解气经入口封头进入急冷换热器，来自高压汽包的冷却水经给水入口进入急冷换热器，高温裂解气与冷却水在换热管内进行换热，热交换后的高温裂解气进入出口封头并离开急冷换热器；冷却水在热交换后形成的水汽混合物从所述水汽出口离开急冷换热器。

本实用新型进一步的设计方案中，上述出口管板接触水的一侧的表面呈中间高周边低的斜坡状。

本实用新型进一步的设计方案中，上述入口封头内还设有流体分配器，所述流体分配器设于所述入口管板的表面。

本实用新型进一步的设计方案中，上述给水入口前设有给水过滤装置。

本实用新型具有以下突出的有益效果：

本实用新型的急冷换热器入口管板和出口管板的水侧为中心厚四周薄的坡面，便于壳程高点处水蒸汽和低点处排污水的排出，对管板起到有效的保护作用；设置入口流体分配装置也能够避免流量分配不均的问题，减缓裂解气对入口管板的冲刷，延长入口管板的使用寿命；给水入口前设有给水过滤装置, 可以滤去锅炉给水中的杂质，防止因水质问题对设备造成损坏。该新型急冷换热器结构简单，整体造价低，空间布置灵活，既能用于新建装置，也能用于现有装置的改造。

附图说明

图1是本实用新型急冷换热器的结构示意图。

图2是本实用新型急冷换热器入口管板的剖面图。

图3是本实用新型急冷换热器出口管板的剖面图。

图中：1-入口封头，2-入口管板，3-入口变径段，4-筒体，5-出口变径段，6-出口管板，7-出口封头，8-排气接头，9-水汽出口，10-换热管，11-给水入口，12-给水过滤装置，13-排污接头，14-流体分配装置。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例

参见附图1，一种急冷换热器，由下至上包括入口封头1、入口管板2、入口变径段3、筒体4、出口变径段5、出口管板6、出口封头7和水汽出口9，参见附图2和附图3，入口管板2和出口管板6都采用整体锻造成型的薄管板型式，厚度一般在20mm~50mm，管板中心最厚处与四周最薄处相差5mm~15mm；入口管板2和出口管板6接触水的一侧的表面呈中间高周边低的斜坡状，入口管板2和出口管板6裂解气一侧为平面，入口管板2和出口管板6的中心厚度最大并向四周均匀减薄，本实施例中，入口管板2和出口管板6的中心厚度为40mm、四周厚度为30mm，便于壳程高点处水蒸汽和低点处排污水的排出；筒体4内设有一组换热管10，换热管10的两端分别固定连接在入口管板2和出口管板6上，连通入口封头1与出口封头7； 筒体4的上下部分别设有水汽出口9和给水入口11；高温裂解气经入口封头1进入急冷换热器，来自高压汽包的冷却水经给水入口11进入急冷换热器，高温裂解气与冷却水在换热管10内进行换热，热交换后的高温裂解气进入出口封头7并离开急冷换热器；冷却水在热交换后形成的水汽混合物从水汽出口9离开急冷换热器。入口封头1内还设有流体分配器，流体分配器设于入口管板2的表面。给水入口11前设有给水过滤装置12。壳程的低点和高点分别设置了排污接头13和排气接头8。

本实用新型的急冷换热器在工作时，高温裂解气经入口封头1进入急冷换热器，在换热管10内换热后，进入出口封头7并离开急冷换热器；来自高压汽包的锅炉给水通过下降管经给水入口11进入急冷换热器，在由入口管板2、入口变径段3、筒体4、出口变径段5和出口管板6形成的壳程空间内换热后，形成的水汽混合物经水汽出口9离开急冷换热器，并经上升管返回到高压汽包。由于在入口封头1内设置了流体分配装置14,可以减缓裂解气对入口管板2的冲刷，延长入口管板2的使用寿命，同时让裂解气均匀的进入换热管10，保证换热管10负荷基本相同，提高换热器的使用周期。同时，本实用新型在给水入口11前设有给水过滤装置12, 可以滤去锅炉给水中的杂质，防止因水质问题对设备造成损坏。结合入口管板2的斜面结构设计和设置流体分配装置14，更能够有效地共同延长入口管板2的使用寿命。

以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。