专利名称：一种再沸器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种再沸器。
背景技术：
再沸器是用于汽化塔底产物的一类换热器，广泛应用于石油、化工、低温制冷、动力、能源等行业。再沸器的换热管束通常采用光滑管，此种再沸器称为光管再沸器。光管再沸器的换热管的换热效率低，换热过程对动カ及材料的消耗多，而且换热管沸腾侧易结垢，当结垢层越来越厚，会导致生产效率进ー步降低，甚至造成停产事故。
发明内容
本发明设计开发了一种再沸器。在本发明中，在再沸器的换热管基体的内表面加エ了多孔层，多孔层通过増加加热面的粗糙度，制造了人造汽化核心，从而提高换热管的传热效率；同时，在换热管基体的外表面加工出纵向凹槽，纵向凹槽内部具有圆形的突起，并且在齿部上也设置了纵向刻痕，利用表面张カ减薄冷凝液膜厚度，改善了换热管的外部的冷凝效果。本发明同时改善了壳程的沸腾传热和管程的冷凝传热，使得本发明的再沸器的总传热系数可达到光管再沸器的3倍以上，而且换热管沸腾侧的抗结垢能力得到提高，污垢沉积速率远小于光滑管，延长了再沸器的清洗周期。本发明提供的技术方案为一种再沸器，包括筒体，所述筒体的两端分别具有物料进口和物料出口，且所述筒体在所述物料出ロ的ー侧还具有蒸汽进ロ，以及在所述物料进ロー侧具有冷凝液出ロ ；多根换热管，所述多根换热管并排设置于所述筒体内，其中，所述换热管包括有基体和多孔层，所述多孔层位于所述基体的内表面，所述多孔层的厚度为O. Γ0. 5mm，孔隙率为3(Γ60%，所述基体的中间部分的外表面均设有多个纵向凹槽和多个齿部，所述纵向凹槽与所述齿部间隔设置，所述纵向凹槽的内表面均布有圆形的突起，所述纵向凹槽的截面呈梯形，且所述纵向凹槽的底部为梯形的长底，所述纵向凹槽的深度为O. 5 1.5mm，槽中心距为2 3_，所述齿部的截面呈倒置的梯形，所述齿部的表面具有多条纵向刻痕，所述基体的两个端部的外表面均为光滑表面。优选的是，所述的再沸器中，所述齿部的表面均设有多条纵向刻痕，且所述纵向刻痕的深度为O. Γ0. 15_。优选的是，所述的再沸器中，所述纵向凹槽的底部与侧部之间的连接部呈圆弧状，且所述纵向凹槽的底部与侧部之间的连接部的曲率半径为O. Γ0. 2mm。优选的是，所述的再沸器中，所述纵向凹槽与所述齿部之间的连接部呈圆弧状，且所述纵向凹槽与所述齿部之间的连接部的曲率半径为O. Γ0. 2_。
优选的是，所述的再沸器中，所述多孔层为采用铝粉、鉄粉或者铜粉烧结或钎焊在所述换热管的基体的内表面上所形成的凹凸不平的小孔。
优选的是，所述的再沸器中，所述换热管的外径为1扩57_。优选的是，所述的再沸器中，所述换热管基体的厚度为2飞_。优选的是，所述的再沸器，还包括多个安装座，其相对于所述筒体的周向均布于所述筒体的外表面。本发明所述的再沸器具有以下有益效果(I)多孔层可显著改善换热管的沸腾传热效果，其沸腾传热系数可达光滑表面的3^10倍，临界热流密度为光滑表面的2倍以上；且多孔层的阻垢能力强，具有多孔层的换热管的污垢沉积速率远小于光滑管，延长了再沸器的清洗周期。(2)换热管基体的外表面设置有纵向凹槽，且纵向凹槽内部具有圆形的突起，齿部上具有纵向刻痕，利用表面张力减薄冷凝液膜厚度，可显著提高换热管的冷凝传热效果，具 有纵向凹槽和纵向刻痕的表面的冷凝传热系数可达光滑表面的3飞倍。(3)本发明的再沸器的总传热系数可以达到光管再沸器的3倍以上，所需传热温差仅为光管再沸器的1/2 1/10，所需换热面积仅为光管再沸器的40%飞0%，减小了再沸器的体积，可显著降低再沸器的运行成本和制造成本。(4)本发明的再沸器采用立式的结构形式，这种结构有利于管内沸腾保持为核态沸腾或环流状态，这时的沸腾传热系数最大；本发明的换热管基体的外表面的结构十分适合于立式再沸器，可迅速排走冷凝液，更进一步减小液膜厚度，提高冷凝传热系数。
图I为本发明所述的再沸器的结构示意图。图2为本发明所述的再沸器的换热管的结构示意图。图3为图2的A-A剖面视图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图I、图2和图3所示，本发明提供一种再沸器，包括筒体6，所述筒体的两端分别具有物料进口和物料出口，且所述筒体在所述物料出口的一侧还具有蒸汽进口，以及在所述物料进口一侧具有冷凝液出口 ；多根换热管，所述多根换热管并排设置于所述筒体内，其中，所述换热管包括有基体和多孔层，所述多孔层位于所述基体的内表面，所述多孔层的厚度为0. ro. 5mm，孔隙率为30飞0%，所述基体的中间部分的外表面均设有多个纵向凹槽82和多个齿部81，所述纵向凹槽82与所述齿部81间隔设置，且所述纵向凹槽82的内表面均布有圆形的突起825，所述纵向凹槽82的截面呈梯形，且所述纵向凹槽的底部822为梯形的长底，所述纵向凹槽82的深度h为0. 5^1. 5mm,槽中心距d为2 3mm，所述齿部81的截面呈倒置的梯形，所述齿部的表面具有多条纵向刻痕，所述基体的两个端部的外表面均为光滑表面。在本发明中，多孔层的厚度t为0. f0.5mm，孔隙率为30飞0%。由于多孔层是为了人为地制造大量的汽化核心，在上述厚度和孔隙率的情况下，可获得较好的沸腾传热效果。本发明中，纵向凹槽的深度h为0.5 I. 5mm，槽中心距d为2 3mm。纵向凹槽的尺寸过大，对于换热管基体的外表面的情况的改善就有限，不利于对减薄冷凝液膜厚度；同时也会影响到换热管的强度，影响换热管的使用寿命。纵向凹槽的截面设置为梯形，且纵向凹槽的底部对应着梯形的长底，纵向凹槽的开口处对应着梯形的较短的底边，也就是说，纵向凹槽在内部为蒸汽提供了较大的接触空间，蒸汽与换热管充分接触，同时也增大了纵向凹槽的横截面，有利于排走冷凝液，保证了换热效果。纵向凹槽的开口宽度的dl为0. 5 1mm，纵向凹槽的底部宽度d3为I. 5 2mm，齿部的顶部宽度d2为I. 5 2mm。本发明的纵向刻痕可以增加换热管的表面积，从而改善了传热效果。纵向凹槽内部均布有圆形的突起，可以进一步增加换热管的表面积，有助于减薄冷凝液膜的厚度。上述纵向刻痕和圆形突起均需要均匀分布，是为了保证换热管各局部的冷凝传热效率相等。 本发明中的换热管的端部设置为光滑表面，主要是为方便安装。换热管的两端需要分别与上管板和下管板连接，光滑表面的端部的长度L=n+50(Tl00mm，其中，n代表了上管板或者下管板的厚度。所述的再沸器中，所述齿部的表面均设有多条纵向刻痕，且所述纵向刻痕的深度为 0. I 0. 15mm。所述的再沸器中，所述纵向凹槽的底部822与侧部821之间的连接部823呈圆弧状，且所述纵向凹槽的底部与侧部之间的连接部的曲率半径R2为0. ro. 2mm。所述的再沸器中，所述纵向凹槽82与所述齿部81之间的连接部824呈圆弧状，且所述纵向凹槽与所述齿部之间的连接部的曲率半径Rl为0. ro. 2mm。本发明中，纵向凹槽的底部与侧部之间的连接部，以及纵向凹槽与齿部的连接部都采用圆弧状的设计，也是为了改善换热管的表面情况，使得冷凝液不至于在此聚集，而易于滑落。所述的再沸器中，所述多孔层为采用铝粉、铁粉或者铜粉烧结或钎焊在所述换热管的基体的内表面上所形成的凹凸不平的小孔。所述的再沸器中，所述换热管的外径为19 57mm。所述的再沸器中，所述换热管基体的厚度为2飞_。所述的再沸器，还包括多个安装座，其相对于所述筒体的周向均布于所述筒体的外表面。本发明的再沸器为立式再沸器，有助于冷凝液的及时排出。如图I所示，本发明的再沸器包括物料进口 I、下封头2、下法兰3、下管板4、冷凝液出口 5、筒体6、拉杆7、换热管8、耳座9、上管板10、放空口 11、上法兰12、上封头13、物料出口 14、蒸汽进口 15、防冲板16、定距管17、折流板18、膨胀节19、排污口 20。其中，下管板4和上管板10之间设有筒体6、换热管8、折流板18、定距管17和拉杆7。换热管8穿过折流板18,换热管两端分别与下管板4和上管板10连接；折流板18用于增加壳程流体流程长度、提高换热效果和支撑换热管，由定距管17和拉杆7定位和固定；在下封头2上设有物料进口 1，上封头13上设有物料出口 14 ;筒体6上设有蒸汽进口 15和冷凝液出口 5 ;耳座9均布于筒体表面，并且所处平面与筒体中轴线垂直以保持再沸器的立式安装；防冲板16设置在蒸汽进口 15内，以防止蒸汽直接冲刷管子而引起管子振动失稳和腐蚀；放空口 11用以再沸器运行时排净壳程内的空气，排污口 20是再沸器停运检修时用来排走壳程内的液体；筒体上具有膨胀节19，用于补偿因筒体6和换热管8之间的温度差引起的附加应力。换热管8包括有基体21，基体21由普通光滑管加工而成。基体的内表面为多孔层22，外表面的中间部位具有纵向凹槽和齿部，两个端部的外表面均为光滑表面，且两个端部分别固定在下管板4和上管板10上。换热管8加工过程中，先用轧制或拉拔的方法在光滑管的外表面加工出纵向凹槽和纵向刻痕，然后在光滑管的内表面涂覆一层金属粉末，经过烧结或钎焊形成多孔层。换热管的材料可以是碳钢、合金钢、不锈钢、铜合金、铝合金等，多孔层材料可以是铁基粉末、铜基粉末、招基粉末。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
权利要求
1.一种再沸器，其特征在于，包括 筒体，所述筒体的两端分别具有物料进口和物料出口，且所述筒体在所述物料出口的一侧还具有蒸汽进口，以及在所述物料进口一侧具有冷凝液出口 ； 多根换热管，所述多根换热管并排设置于所述筒体内，其中，所述换热管包括有基体和多孔层，所述多孔层位于所述基体的内表面，所述多孔层的厚度为O. Γ0. 5mm，孔隙率为3(Γ60%，所述基体的中间部分的外表面均设有多个纵向凹槽和多个齿部，所述纵向凹槽与所述齿部间隔设置，所述纵向凹槽的内表面均布有圆形的突起，所述纵向凹槽的截面呈梯形，且所述纵向凹槽的底部为梯形的长底，所述纵向凹槽的深度为O. 5 1.5mm，槽中心距为2 3mm，所述齿部的截面呈倒置的梯形，所述齿部的表面具有多条纵向刻痕，所述基体的两个端部的外表面均为光滑表面。
2.如权利要求I所述的再沸器，其特征在于，所述齿部的表面均设有多条纵向刻痕，且所述纵向刻痕的深度为O. Γ0. 15_。
3.如权利要求I所述的再沸器，其特征在于，所述纵向凹槽的底部与侧部之间的连接部呈圆弧状，且所述纵向凹槽的底部与侧部之间的连接部的曲率半径为O. Γ0. 2mm。
4.如权利要求I所述的再沸器，其特征在于，所述纵向凹槽与所述齿部之间的连接部呈圆弧状，且所述纵向凹槽与所述齿部之间的连接部的曲率半径为O. Γ0. 2mm。
5.如权利要求I所述的再沸器，其特征在于，所述多孔层为采用铝粉、铁粉或者铜粉烧结或钎焊在所述换热管的基体的内表面上所形成的凹凸不平的小孔。
6.如权利要求I所述的再沸器，其特征在于，所述换热管的外径为liT57mm。
7.如权利要求I所述的再沸器，其特征在于，所述换热管基体的厚度为2 5mm。
8.如权利要求I所述的再沸器，其特征在于，还包括 多个安装座，其相对于所述筒体的周向均布于所述筒体的外表面。
全文摘要
本发明公开了一种再沸器，包括筒体，筒体的两端分别具有物料进口和物料出口，且筒体在物料出口的一侧还具有蒸汽进口，以及在物料进口一侧具有冷凝液出口；多根换热管。本发明在换热管基体的内表面加工了多孔层，多孔层通过增加加热面的粗糙度，制造了人造汽化核心，提高了换热管的传热效率；同时，在换热管基体的外表面加工出纵向凹槽，纵向凹槽内部具有圆形的突起，并且在齿部上也设置了纵向刻痕，利用表面张力减薄液膜厚度，改善了换热管的外部的冷凝效果。本发明使得再沸器的总传热系数可达到光管再沸器的3倍以上，而且换热管沸腾侧的抗结垢能力得到提高，污垢沉积速率远小于光滑管，延长了再沸器的清洗周期。
文档编号B01B1/00GK102671399SQ201210162319
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月23日 优先权日2012年5月23日
发明者张西民, 朱登亮, 李石聚, 汤志强, 王学生, 翟东清, 郑建华 申请人:中国化学工程第十一建设有限公司, 华东理工大学