根据本发明的一个实施例的D型弯管传热单元的透视图。
[0062]图26是图25的D型弯管传热单元的侧视图。
[0063]图27是图25的D型弯管传热单元的端视图。
[0064]图28是图25的L型弯管传热单元的俯视图。
[0065]图29是根据本发明的一个实施例的三重C型弯管传热单元的侧视图。
[0066]在附图的以下说明中，相同的附图标记将用于标识各附图中的相似零件。
【具体实施方式】
[0067]催化反应器系统可以使用U型弯管加热器来加热新鲜进料以及在反应器之间再加热进料。U型弯管式加热器由于低的过程侧压降而被需要。图1和2中示出了示例的U型弯管式传热单元10，其包括入口歧管14、出口歧管18、加热器箱19和布置成用于其间流体连通的多个U型弯管22。多个燃烧器或加热器26布置成邻近歧管14、18的轴向端部。本文描述的该实施例以及其它实施例中的弯管可以由不锈钢(例如，奥氏体300系列不锈钢如347)或钢、例如9-铬钼钢形成。
[0068]可替代地，催化反应器系统可以使用L型弯管加热器来加热新鲜进料和再加热反应器之间的进料。图3-7示出了示例的L型弯管式传热单元30，其包括入口歧管34、出口歧管38、加热器箱39以及布置成用于其间流体连通的多个L型弯管42。图7示出了布置在出口歧管38中的孔46，其中出口歧管38与L型弯管42联接。如图7中清楚地示出，在该布置中，孔46为大致圆形。
[0069]图8-12示出了根据本发明的一个方面的L型弯管传热单元50儿型弯管传热单元50包括布置成接收过程流体的入口歧管54、布置成向下游位置提供过程流体的出口歧管58、加热器箱59和布置于其间的多个L型弯管62。
[0070]L型弯管62优选被焊接到入口歧管54和出口歧管58以提供气密密封。如图11中清晰可见，L型弯管62布置成关于出口歧管58的纵向轴线A倾斜一角度。如图3-7所示，当前的现有技术是使L型弯管布置成垂直于出口歧管(S卩，布置成九十度角(90°))。在优选实施例中，L型弯管62相对于纵向轴线A转动四十五度(45°)的角度。在另一些实施例中，L型弯管62相对于纵向轴线A转动三十至六十度之间(30-60°)的角度。在再一些实施例中，L型弯管62相对于纵向轴线A转动二十至七十度之间(20-70°)的角度。在又一些实施例中，L型弯管62相对于纵向轴线A转动五至八十五度之间(5-85°)的角度。
[0071 ] 如图10所示，A 口歧管54与出口歧管58水平隔开一个水平距离。此外，各L型弯管62包括水平支腿66和竖直支腿70。水平支腿66的非限制性示例的长度范围为0.30至7.62米(1-25英尺)，或0.61至6.10米(2-20英尺)，或1.52至4.57米(5-15英尺)。竖直支腿70的非限制性示例的长度范围为6.10至24.38米(20-80英尺)，或9.14至21.34米(30-70英尺)，或12.19至18.29米(40-60英尺)，或13.72至16.76米(45-55英尺)儿型弯管62的倾斜布置提供了相对于入口歧管54和出口歧管58之间的水平距离与垂直布置相比较更长的水平支腿66。这个更长的水平支腿66允许系统中更大的灵活性以更好地相应热和机械应力。
[0072]转到图12，示出了出口歧管58从L型弯管传热单元50被去除。L型弯管出口孔74清楚可见并提供L型弯管62与出口歧管58之间的卵形或长圆形或椭圆形的连通路径。L型弯管出口孔74与图7所示的孔46相比具有较大的截面面积。
[0073]在一个实施例中，入口歧管54和出口歧管58在纵向的长度是十五米(50英尺)或更大。在另一些实施例中，装置可以按需求更小或更大。L型弯管62可以间隔开五十厘米(10英尺)。在其它实施例中，可需要更大或更小的间隔。L型弯管传热单元50可以包括多达一千八百(1800)个L型弯管62。在其它实施例中，L型弯管传热单元50可根据需要包括更多或更少的L型弯管62。
[0074]L型弯管传热单元50的另一特征是使燃烧器78定位成多个位置和布置的能力。如图10所示，燃烧器78可布置成接近加热器箱59的底部的入口歧管54并布置在L型弯管62下面。燃烧器78可以在L型弯管传热单元50的整个纵向长度上延伸。在其它布置中，可以使用两个或多个燃烧器78(参见图15)，并且可以布置成升高到入口歧管54的上方，仅布置在L型弯管传热单元50的一个或两个端部，或根据需要以不同的方式布置。与现有技术的U型弯管设计一一其中热点是明显问题并且禁止使用布置在地板或入口歧管54附近的燃烧器一一相比，L型弯管传热单元50在L型弯管62如何被加热的灵活性方面提供显著优势。这种灵活性将容易由本领域技术人员理解。
[0075]L型弯管传热单元50提供了有利的流体流动模式(图8的虚线所示)，该模式降低流体摩擦，因此与其它传热方案相比降低了通过L型弯管传热单元50的压降。在其它实施例中，其它流动模式是可行的。例如，入口歧管54的流可以在左侧出发(如图8所示)或出口歧管58和进气歧管54可以互换以使得流体流与图中所示的基本相反。
[0076]现在转向图13-16，示出了另一个L型弯管传热单元50’儿型弯管传热单元50 ’基本上类似于L型弯管传热单元50，但在入口歧管54’和出口歧管58’之间具有更大的水平间距，每个L型弯管62 ’上包括相应的更长的水平支腿66 ’儿型弯管传热单元50 ’的所有部件都被编号成与L型弯管传热单元50相似并带有角分符号。增加的水平支腿66’的长度为L型弯管62’提供了关于热和机械应力的更大的灵活性。
[0077]现在转向图17-20，示出了另一L型弯管传热单元50”儿型弯管传热单元50”基本上类似于L型弯管传热单元50，但在入口歧管54”和出口歧管58”’之间具有更大的水平间距，每个L型弯管62”上包括相应的更长的水平支腿66”儿型弯管传热单元50”的所有部件都被编号成类似于L型弯管传热单元50并带有角分符号。增加的水平支腿66”的长度为L型弯管62”提供了关于热和机械应力的更大的灵活性。
[0078]转到图21_24，D型弯管传热单元100包括入口歧管104、出口歧管108、加热器箱109和布置在其间的多个D型弯管112。入口歧管104和出口歧管108之间的距离的范围可以是6.10 至 24.38米(20-80 英尺)，或 9.14 至 210.34 米(30-70 英尺)，或 12.19 至 18.29 米(40-60 英尺)，或13.72至16.76米(45-55英尺)。每个D型弯管112包括倾斜的入口部段116、出口部段122和在其之间的转移部段124。入口部段116和出口部段122的非限制性示例的长度范围为
0.30至7.62米(1-25英尺)，或0.61至6.10米(2-20英尺)，或1.52至4.57米(5-15英尺)。转移部段124的非限制性示例的长度范围为9.14至13.72米(30-45英尺)，或12.19至14.68米(40-48英尺)。
[0079]所示的入口部段116布置成关于入口歧管104的纵向轴线成一倾斜角度。在所示实施例中，入口部段116布置成关于入口歧管104的纵向轴线成四十五度角(45°)。在另一些实施例中，入口部段116布置成关于入口歧管104的纵向轴线成三十至六十度(30-60°)的角度。在另一些实施例中，入口部段116布置成关于入口歧管104的纵向轴线成二十至七十度(20-70°)的角度。在另一些实施例中，入口部段116布置成关于入口歧管104的纵向轴线成五至八十五度(5-85°)的角度。
[0080]出口部段122布置成关于出口歧管108的纵向轴线成一倾斜角度。在所示实施例中，出口部段122布置成关于出口歧管108的纵向轴线成四十五度角(45°)。在另一些实施例中，出口部段122布置成关于出口歧管108的纵向轴线成三十至六十度(30-60°)的角度。在另一些实施例中，出口部段122布置成关于出口歧管108的纵向轴线成二十至七十度GO-TO。 ) 的角度。在另一些实施例中， 出口部段122布置成关于出口歧管108的纵向轴线成五至八十五度(5-85°)的角度。
[0081 ] 由于D型弯管112与入口和出口歧管104、108之间的倾斜关系，在D型弯管112与入口和出口歧管104、108之间的连结处形成的流动孔是卵形或长圆形或椭圆形，如上述孔74。
[0082]D型弯管传热单元100提供有利的流体流动模式(图22中的虚线所示)，该模式与其它传热方案相比减少了流体摩擦并因此降低了通过D型弯管传热单元100的压降。在其它实施例中，其它流动模式是可行的。
[0083]图25-28示出了D型弯管传热单元100’，其类似于D型弯管传热单元100并通过角分符号数字进行标识。入口部段116’和出口部段122’与图21-24的实施例中的入口部段116和出口部段122相比减小了长度。
[0084]转到图29，三重C型弯管传热单元200包括入口歧管204、出口歧管208、加热器箱和布置在其间的多个三重C型弯管210。入口歧管204和出口歧管208之间的距离的范围可以是6.10至24.38米(20-80英尺)，或9.14至21.34米(30-70英尺)，或 12.19至 18.29米(40-60英尺)，或13.72至16.76米(45-55英尺)。每一个