换热器及裂解炉用换热设备的制作方法

本发明涉及裂解炉，尤其涉及一种换热器及裂解炉用换热设备。

背景技术：

1、裂解炉是一种在炉管内进行烃类裂解反应以获得乙烯等产品的设备，裂解反应原料在发生裂解反应后会产生高温的裂解气，裂解气从裂解炉的辐射段排出时的温度800多度，易燃易爆，由于裂解气的温度过高，使其化学热力学状态很不稳定，很容易发生二次反应而降低乙烯等产品的收率。为此，须在裂解炉上设置急冷换热器以冷却高温的裂解气。通常向壳程通入水，使得水与流经换热管的裂解气进行热交换，从而冷却裂解气的同时产生蒸汽。

2、裂解炉上现有的急冷换热器大多采用管板和壳体固定连接，这种类型换热器由于管壳程温差极易引起较大的热应力，尤其是裂解炉管壳程温差大，从而影响换热器的可靠性和安全运行。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种换热器和裂解炉用换热设备，该换热器能够通过膨胀节减小由于管壳程差而产生的热应力，提高换热器的可靠性，确保换热器的安全稳定运行。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种换热器，包括：壳体，以与所述壳体的中心轴线平行的方向为第一方向；第一管板，固定于所述壳体沿所述第一方向的一端；换热管，所述换热管的一端穿设于所述第一管板，且所述换热管位于所述壳体内；第二管板，所述换热管的另一端穿设于所述第二管板，所述第二管板位于所述壳体内，所述第二管板的外周面与所述壳体的内壁之间设有间隙；间隔设置的第一排气管和第二排气管，所述第一排气管的一端连接所述第二管板，所述第二排气管远离所述第一排气管的一端设于所述壳体的端部；膨胀节，所述膨胀节的相对两端分别插设于所述第一排气管和所述第二排气管靠近彼此的端部。

4、可选地，所述壳体间隔设有用于供换热介质进出的壳程入口和壳程出口，所述第一管板、所述壳程出口、所述第二管板和所述壳程入口沿所述第一方向依次间隔设置。

5、可选地，所述换热器还包括两个设于所述壳体内的导流件，两个所述导流件分别与所述壳程入口和所述壳程出口对应设置，用于引导所述壳程入口处和所述壳程出口处的所述换热介质的流动方向。

6、可选地，所述换热器还包括折流板，所述换热管穿设于所述折流板，所述折流板位于所述壳体内且设于所述第一管板和所述第二管板之间，用于引导换热介质的流动方向。

7、可选地，所述折流板设有多个，多个所述折流板沿所述第一方向间隔设置。

8、可选地，所述折流板为双弓形折流板,或者所述折流板为单弓形折流板。

9、可选地，所述壳体包括第一端部、主壳体和第二端部，所述第一管板固定于所述第一端部，所述第二排气管设于所述第二端部；所述主壳体包括依次连接的上第一锥形段、中间段和第二锥形段；沿所述第一管板指向所述第二管板的方向，所述第一锥形段的外周尺寸逐渐减小，所述第二锥形段的外周尺寸逐渐增大。

10、可选地，所述换热器还包括支撑件，所述支撑件围绕所述中间段设置，用于支撑所述中间段。

11、可选地，所述换热管设有多个，全部所述换热管间隔设置，多个所述换热管的布置方式为正方形排列、正三角形排列、转角正方形排列、转角正三角形排列中的一种。

12、可选地，所述换热器还包括隔离结构，所述隔离结构插设于所述膨胀节的内侧。

13、一种裂解炉用换热设备，包括裂解气进口、裂解气出口、换热介质进口、换热介质出口和换热器，待降温裂解气流经所述换热器的管程，所述裂解气进口位于所述壳体靠近所述第一管板所在端，所述裂解气出口位于所述壳体靠近所述第二管板所在端；换热介质流经所述换热器的壳程，所述换热介质进口与所述换热器的壳程入口相连通，所述换热介质出口与所述换热器的壳程出口相连通，以使所述管程和所述壳程逆流换热。

14、本发明的有益效果：

15、本发明提供了一种换热器及裂解炉用换热设备，该换热器包括壳体、第一管板、换热管、第二管板、间隔设置的第一排气管和第二排气管、以及膨胀节，换热管的相对两端分别穿设于第一管板和第二管板；第二管板位于壳体内，且第二管板的外周面与壳体的内壁之间设有间隙；膨胀节的相对两端分别插设于第一排气管和第二排气管靠近彼此的端部。如此，通过使第二管板和壳体间隔设置，在换热器运行时，换热管、第二管板、第一排气管由于热膨胀将发生热位移，而由膨胀节来吸收这部分位移量，从而减少由于管壳程温差而产生的热应力，提高换热器的可靠性，确保换热器的安全稳定运行。

技术特征：

1.一种换热器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述壳体(11)间隔设有用于供换热介质进出的壳程入口(11a)和壳程出口(11b)，所述第一管板(12)、所述壳程出口(11b)、所述第二管板(13)和所述壳程入口(11a)沿所述第一方向依次间隔设置。

3.根据权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述换热器(100)还包括两个设于所述壳体(11)内的导流件(15)，两个所述导流件(15)分别与所述壳程入口(11a)和所述壳程出口(11b)对应设置，用于引导所述壳程入口(11a)处和所述壳程出口(11b)处的所述换热介质的流动方向。

4.根据权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述换热器(100)还包括折流板(16)，所述换热管(14)穿设于所述折流板(16)，所述折流板(16)位于所述壳体(11)内且设于所述第一管板(12)和所述第二管板(13)之间，用于引导换热介质的流动方向。

5.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，所述折流板(16)设有多个，多个所述折流板(16)沿所述第一方向间隔设置。

6.根据权利要求4所述的换热器，其特征在于，所述折流板(16)为双弓形折流板,或者所述折流板(16)为单弓形折流板。

7.根据权利要求1-6任一项所述的换热器，其特征在于，所述壳体(11)包括第一端部(114)、主壳体和第二端部(115)，所述第一管板(12)固定于所述第一端部(114)，所述第二排气管(22)设于所述第二端部(115)；

8.根据权利要求7所述的换热器，其特征在于，所述换热器(100)还包括支撑件(17)，所述支撑件(17)围绕所述中间段(112)设置，用于支撑所述中间段(112)。

9.根据权利要求1-6任一项所述的换热器，其特征在于，所述换热管(14)设有多个，所述换热管(14)间隔设置，多个所述换热管(14)的布置方式为正方形排列、正三角形排列、转角正方形排列、转角正三角形排列中的一种。

10.根据权利要求1-6任一项所述的换热器，其特征在于，所述换热器(100)还包括隔离结构(25)，所述隔离结构(25)插设于所述膨胀节(23)的内侧。

11.一种裂解炉用换热设备，其特征在于，包括裂解气进口、裂解气出口、换热介质进口、换热介质出口和如权利要求1-10任一项所述的换热器(100)，待降温裂解气流经所述换热器(100)的管程，所述裂解气进口位于所述壳体(11)靠近所述第一管板(12)所在端，所述裂解气出口位于所述壳体(11)靠近所述第二管板(13)所在端；换热介质流经所述换热器(100)的壳程，所述换热介质进口与所述换热器(100)的壳程入口(11a)相连通，所述换热介质出口与所述换热器(100)的壳程出口(11b)相连通，以使所述管程和所述壳程逆流换热。

技术总结
本发明公开了一种换热器及裂解炉用换热设备，该换热器包括：壳体；第一管板，固定设于壳体沿第一方向的一端；换热管，一端穿设于第一管板；第二管板，位于壳体内，第二管板的外周面与壳体的内壁之间设有间隙；第一排气管和第二排气管，第一排气管的一端连接第二管板，第二排气管远离第一排气管的一端设于壳体的端部；膨胀节，膨胀节的相对两端分别插设于第一排气管和第二排气管靠近彼此的端部。如此，通过使第二管板和壳体间隔设置，在换热器运行时，换热管、第二管板、第一排气管由于热膨胀将发生热位移，而由膨胀节来吸收这部分位移量，从而就减少由于管壳程温度不均匀而产生的热应力，提高换热器的可靠性，确保换热器的安全稳定运行。

技术研发人员：毛小亮,李金科,李宁,程逍,张建,李东阳
受保护的技术使用者：天华院（南京）智能制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1