一种再沸器的制作方法

本发明涉及再沸器技术领域，尤其涉及一种再沸器。

背景技术：

石化行业是传统的高能耗行业，换热器是石化行业中较为常见的换热装置，在能源危机和环保压力日益加剧的背景下，减少换热器的制造及运行、维修成本，保证换热器安全运行是一项重要课题。

再沸器又称重沸器，是石化行业使用广泛的一种换热器，炼油行业近95％使用卧式热虹吸再沸器。随着化工、炼油等生产装置的大型化、集中化和连续化，作为生产装置中的主要换热部件，再沸器也趋于大型化，而换热器的大型化导致其内部流体流速更大，对再沸器内换热管产生的冲击也就更大。

换热管是再沸器的关键部件，其为柔性部件，对振动最为敏感，在流体诱发振动的区域(即流体流动高速区)最易产生破坏。再沸器的大型化使得流体进入再沸器时流速过大，直接冲击换热管，引起换热管的强烈振动，使得换热管在振动引起的交变应力的作用下，位于主应力方向上的微裂纹会迅速扩展，最终导致换热管因疲劳开裂而失效。

技术实现要素：

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种再沸器，以解决现有技术下的再沸器存在换热管易被高速流体冲击而失效的技术问题。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种再沸器，其包括：相互连通的换热筒和缓冲筒，所述缓冲筒固定于所述换热筒的外壁，所述换热筒的外壁上开设有至少一个连通所述换热筒内空间和所述缓冲筒内空间的导流孔；

所述缓冲筒上设置有至少一个壳程进口，所述换热筒上设置有至少一个壳程出口，所述换热筒内安装有换热管束，所述壳程进口用于导入第一换热流体，所述换热管束内流通有第二换热流体，所述第一换热流体和所述第二换热流体能够通过所述换热管束换热，换热后所述第一换热流体经所述壳程出口流出所述换热筒外。

作为一种再沸器的优选方案，所述缓冲筒通过焊接固定于所述换热筒的外壁，或者，所述缓冲筒与所述换热筒一体成型。

作为一种再沸器的优选方案，所述缓冲筒包括半管部，所述半管部的两端连接于所述换热筒的外壁；或者，

所述缓冲筒包括连接的半管部和直边部，所述直边部的两端连接于所述换热筒的外壁，所述半管部位于所述直边部远离所述换热筒的一侧，所述壳程进口设置于所述半管部上。

作为一种再沸器的优选方案，所述换热筒的外壁上与所述缓冲筒连接处的内侧开设有至少一个排气孔。

作为一种再沸器的优选方案，所述缓冲筒内正对所述壳程进口处设置有缓冲挡板。

作为一种再沸器的优选方案，所述换热管束包括多个换热管，所述换热管为高通量管，所述高通量管包括基管和涂装于所述基管外表面上的高通量换热层。

作为一种再沸器的优选方案，所述换热筒的两端密封安装有管板，所述换热管束固定于所述管板上。

作为一种再沸器的优选方案，所述再沸器还包括管束固定组件，所述管束固定组件包括拉杆和安装于所述拉杆上的多个支撑板，所述拉杆的一端固定于所述换热筒其中一侧的所述管板，所述拉杆的另一端沿所述换热筒的轴向延伸，所述支撑板上开设有多个安装孔，所述拉杆和所述换热管束均穿设于所述安装孔中。

作为一种再沸器的优选方案，所述再沸器还包括密封安装于两个所述管板外侧的前端管箱和后端管箱，所述换热管束贯穿其两侧的所述管板并分别连通到所述前端管箱和所述后端管箱。

作为一种再沸器的优选方案，所述前端管箱上开设有管程进口和管程出口，且所述前端管箱内设置有分隔板，所述分隔板将所述前端管箱内空间分成进液空间和出液空间，所述进液空间与所述管程进口连通，所述出液空间与所述管程出口连通。

本发明的有益效果为：

本发明提供的再沸器在换热筒的外侧设置缓冲筒，将换热和进液分割成两个空间，换热管束基本不会受到高速进液流体的直接冲击，大幅度减小了换热管束的振动幅度，减缓了换热管束的疲劳失效；缓冲筒设置于换热筒的外侧，不占据换热筒内的空间，使得换热筒内可以安装更多的换热管，提高换热效率；缓冲筒和换热筒形成一体，不存在防振结构脱落的问题，结构安全可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的再沸器的正剖视图；

图2是本发明实施例一提供的再沸器的部分结构的侧剖视图；

图3是本发明实施例二提供的再沸器的部分结构的侧剖视图。

图中标示如下：

1-换热筒；11-壳程出口；12-导流孔；13-气孔；14-支座；2-缓冲筒；21-壳程进口；22-直边部；23-半管部；3-换热管；4-缓冲挡板；5-管束固定组件；51-拉杆；52-支撑板；6-前端管箱；61-管程进口；62-管程出口；63-进液空间；64-出液空间；7-后端管箱；8-管板；9-分隔板。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

如图1和图2所示，本实施例提供一种再沸器，用于不同流体之间的换热。该再沸器包括相互连通的换热筒1和缓冲筒2，缓冲筒2固定于换热筒1的外壁，换热筒1的外壁开设有至少一个将换热筒1的内部空间与缓冲筒2的内部空间连通的导流孔12。在缓冲筒2上设置有至少一个壳程进口21，在换热筒1上设置有至少一个壳程出口11，在换热筒1内安装有换热管束，壳程进口21用于导入第一换热流体，换热管束内流动有第二换热流体，第一换热流体和第二换热流体可通过换热管束进行换热，换热后的第一换热流体经壳程出口11流出换热筒1外。

本实施例提供的再沸器在换热筒1的外侧安装缓冲筒2，缓冲筒2把换热和进液分割成两个空间，换热筒1内的换热管束基本不会受到流体的直接冲击而产生连带振动，减缓了疲劳失效。缓冲筒2和换热筒1形成一体，不存在防振结构脱落的问题，安全可靠。

具体地，如图1所示，缓冲筒2固定于换热筒1的下侧，壳程进口21设置于缓冲筒2的下方，壳程出口11设置于换热筒1的上方，以使第一换热流体的流动方向为从下向上，减小势能带来的冲击。在本实施例中，缓冲筒2通过焊接的方式固定于换热筒1的下端，以保证密封性。或者，缓冲筒2与换热筒1通过一体加工成型，以在保证密封性的同时提高整体刚度和强度。优选地，缓冲筒2与换热筒1通过一体加工成型，进一步地，缓冲筒2与换热筒1通过一体铸造成型，以便于加工。

换热筒1的下方对称设置有多个支座14，支座14用于将再沸器整体固定在地面上或其他固定平台上，以增强其稳定性。支座14作为缓冲筒2的端盖，和缓冲筒2共同形成密封空间。

在本实施例中，缓冲筒2为半管形，即缓冲筒2的截面形状为弧形，半管形的缓冲筒2的两端固定于换热筒1的下端外壁。缓冲筒2的上述结构形式刚度高，对高速流体的缓冲防振效果好。

在换热筒1的外壁上与缓冲筒2连接处的内侧开设有至少一排气孔13，即缓冲筒2内部空间最高处正对的换热筒1的外壁上开设有至少一排气孔13，多排气孔13位于缓冲筒2的顶部两侧，且沿缓冲筒2的纵向轴线对称布置。气孔13用于排出第一换热流体内本来存在或者由于湍流形成的气泡，使气泡进入到换热筒1中并进一步经壳程出口11排出到换热筒1外，避免在缓冲筒2内顶部形成死区。

进一步地，为提高缓冲防振效果，进一步提高对防冲管束的防护作用，缓冲筒2内与每个壳程进口21正对处均设置有缓冲挡板4，第一换热流体首先经缓冲挡板4缓冲分流后再向上流入缓冲筒2内。缓冲挡板4通过焊接的方式固定于缓冲筒2的外壁，以增强稳定性，减小共振。

第一换热流体经导流孔12从缓冲筒2内流入到换热筒1内。为减少流体沿程阻力损失，导流孔12的数量与壳程进口21的数量相同，且导流孔12的与壳程进口21沿竖直方向一一正对，导流孔12的横截面积与壳程进口21的横截面积相同。在其他实施例中，若对流体沿程阻力损失要求不严格，导流孔12也可以设置成其他形式，如导流孔12可以设置成在换热筒1的下端外壁上均匀分布的小孔形式，每个小孔的横截面积均小于壳程进口21的横截面积，以实现更好的缓冲防振效果。本发明对导流孔12的形状和布置方式不做限定，凡是能实现缓冲筒2和换热筒1的内部空间连通的导流孔均落在本发明的保护范围之内。

在本实施例中，壳程进口21和壳程出口11的数量相同。壳程进口21和壳程出口11的数量可以根据再沸器的热负荷具体进行选择。可选地，壳程进口21和壳程出口11的数量均设置为2～8个。在本实施例中，优选地，壳程进口21和壳程出口11的数量均设置为四个。

本实施例提供的再沸器还包括两个管板8，两个管板8密封安装于换热筒1的两端，用于与换热筒1共同构成密封的换热空间及用于固定换热管束。换热管束沿换热筒1的轴向延伸，换热管束的两端分别安装于换热筒1两侧的管板8上并贯穿管板8，管板8上开设有通孔，换热管束胀紧安装于通孔中。进一步地，在换热管束和管板8之间以及在管板8和换热筒1之间均设置有密封装置，以保证密封性，防止流体泄露。

换热管束沿从壳程进口21向壳程出口11延伸的方向设置有多排，每排换热管束包括多个等间隔布置的换热管3。换热管束包括的换热管2的数量从数个到数百个不等，其具体数量应根据换热筒1的体积以及再沸器的换热负荷需求进行选择。

在本实施例中，换热管3优选为高通量管，高通量管包括基管和涂装于基管外壁上的高通量换热层。基管为波纹管或光管，基管的制造材质为碳钢、不锈钢或铜镍合金材质，高通量换热层为金属多孔层，金属多孔层通过火焰喷涂或烧结的方式涂装于基管的外壁。高通量管换热效率高且不易结垢，能够提高再沸器的换热功率，增大有效换热面积，减小再沸器的体积，且减小换热管束的清洗频率。

换热管束通过管束固定组件5固定在一起。管束固定组件5包括拉杆51和安装在拉杆51上的多个支撑板52，拉杆51的一端固定于换热筒1其中一侧的管板8，另一端沿换热筒1的轴向延伸，多个支撑板52间隔套装于拉杆51上，支撑板52上开设有多个安装孔，换热管束和拉杆51均穿设于安装孔中。换热管3的中间部分穿设于多个支撑板52的安装孔中，其两端向两侧延伸穿设于管板8上。

进一步地，管束固定组件5还包括定距管(未示出)，定距管的为中空筒状结构且直径大于拉杆51的圆管，定距管套装于每相邻两个支撑板52的拉杆51部分上，或套装于支撑板52与管板8之间的拉杆51部分上，用于间隔多个支撑板52，防止支撑板52的轴向窜动，位于拉杆51最外侧的支撑板52通过螺栓固定于拉杆51上。

优选地，每个间距的定距管的长度相等，使得多个支撑板52沿换热筒1内的轴向等间隔布置。进一步优选地，在换热筒1内正对每个导流孔12出均设置一个支撑板52，以增强导流孔12出的换热管束的强度和稳定性，减小高速流入的第一换热流体对正对导流孔12处壳程进口21的换热管束的冲击。

本实施例提供的再沸器还包括安装在换热筒1两端的前端管箱6和后端管箱7。前端管箱6固定于换热筒1左侧的管板8的外侧，且前端管箱6与管板8之间设置有密封装置，换热管3的第一端穿过管板8与前端管箱6的内部空间连通。前端管箱6的上下相对两侧开设有管程进口61和管程出口62，前端管箱6的内部沿其轴线设置有分隔板9，分隔板9将前端管箱6的内部空间等分为两部分，分别为进液空间63和出液空间64，进液空间63与管程进口61连通，出液空间64与管程出口62连通。后端管箱7固定于换热筒1右侧的管板8的外侧，且后端管箱7与管板8之间设置有密封装置，换热管3的第二端穿过管板8与后端管箱7的内部空间连通。

第二换热流体从管程进口61流入再沸器中，并依次流经进液空间63、与进液空间63连通的多个换热管3、后端管箱7的内部空间、与出液空间64连通的多个换热管3以及出液空间64，并最终经管程出口62流入到再沸器外。第二换热流体在换热管3中流动过程中与换热筒1内的第一换热流体产生热量交换，实现换热。

实施例二

如图3所示，本实施例提供了一种再沸器，用于实现第一换热流体和第二换热流体之间的换热。该再沸器与实施例一提供的再沸器的结构基本相同，所不同的是，本实施例中缓冲筒2的结构与实施例一中的缓冲筒2的结构不同，下面仅对缓冲筒2的结构进行描述，对与实施例一相同的部件不再赘述。

在本实施例中，缓冲筒2包括相连的两段，分别为横截面为弧形的半管部23和横截面为矩形的直边部22，直边部22直接与换热筒1的外壁连接，半管部23位于直边部22远离换热筒1的一侧，壳程进口21设置在半管部23上。上述结构形式的缓冲筒2增大了缓冲筒2的内部空间，进一步提高了缓冲防振效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。