[发明专利]一种内凸扰流管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及大型乙烯工业化成套装置领域，具体说是一种裂解炉用内凸扰流管及其制造方法。 

背景技术

裂解炉中的强化传热和抑制结焦一直是裂解领域的重要研究方向，为了缓解结焦和增强传热，传统裂解炉管大多通过改变炉管管径、管程数、每程炉管的根数等组合方式来改善辐射传热，其改善传热效果受使用成本、炉管占用空间限制较大。目前工业生产中常使用三种结构的传热炉管：梅花管、MERT炉管及扭曲片强化传热炉管，其中梅花管炉管截面呈梅花状，利用扩大炉管外壁传热面积改善传热，炉管内仍为活塞流，增强传热效果差，在裂解过程后期由于焦层厚度增加，强化传热效果明显降低，甚至完全消失；MERT炉管内网格数高达几十万，炉管内周期性排布肋筋，管内结构复杂、制作烦琐、成本高，速度场在管内的流动不是对称流动，影响管内输送和传热；扭曲片强化传热炉管在大管径辐射传热效果明显，不适用于小管径辐射传热，局限性大。上述三种传热炉管内结构复杂，结焦不易清除，长期使用结焦堆积影响辐射传热效果。 

发明内容

     针对现有技术中常用的传热炉管结构复杂，制作烦琐、成本高，稳定辐射传热与不同管径适用无法兼顾的不足，本发明提供了一种结构简单，管内输送速度场流动对称，辐射传热效果好，适用于各种规格管径使用的内凸扰流管，其制作工艺简单、生产成本低、适用于各种规格管径加工。 

本发明采用的技术方案是：一种内凸扰流管，包括内孔光滑的光壁管，其技术特点是所述光壁管内孔沿光壁管轴向均设一圈以上的内凸因子组，每圈内凸因子组由多个内凸因子组成，相邻两内凸因子组中在光壁管圆周方向上距离最近的两内凸因子组成以光壁管轴心线为中心的螺旋线。 

所述内凸因子组由多个内凸因子均布于光壁管径向同一圆周上组成。 

所述内凸因子呈沿光壁管轴向两端大、小不等结构。 

所述内凸因子一端为由下向上、由外向内渐缩的曲面结构端，另一端为由下向上、由外向内渐缩的曲面结构端，两曲面结构端相背朝外且中间圆滑连接。 

所述内凸因子一端为由下向上、由外向内渐缩的大球面结构端，另一端为由下向上、由外向内渐缩的小球面结构端，两球面结构端相背朝外且中间圆滑连接。 

一种内凸扰流管的制造方法，其技术特点是采用激光敷焊喷嘴伸入光壁管内，通过送粉管将高温合金粉末和烧结剂混合送至激光敷焊喷嘴，由激光敷焊喷嘴对应光壁管敷焊内凸因子。 

所述高温合金粉末和烧结剂经氩气通过送粉管送至激光敷焊喷嘴。 

采用以上技术方案，本发明的有益效果是： 

1、光壁管内的内凸因子组成以光壁管轴心线为中心的螺旋线，内凸因子呈一端为由下向上、由外向内渐缩的大球面结构端，在由大球面向小球面输送时使得液体压降增加较小，液体流动性强，有利于缓解、抑制结焦，同时液体在管内输送时沿螺旋线前行，运行周期相对延长，传热周期长、效果好，裂解产物选择性提高；流体温度将在炉管内得到更均匀地分配，均匀加热可提高乙烯产量，也大大地提高热裂解炉的使用寿命。

2、内凸因子氩气保护、激光敷焊，焊接结合强度高，发热量小，炉管母材不变形；敷焊材料通过送粉管送焊，送粉管可适应不同管径的炉管送焊，满足不同管径扰流管制作。 

本发明在炉管内壁采用激光敷焊内凸因子，由内凸因子组成以炉管轴心线为中心的螺旋线，使炉管内液体螺旋输送实现裂解液体的稳定输送及有效传热，其结构简单，管内速度场流动对称，输送稳定，辐射传热效果好，适用于各种规格管径使用的内凸扰流管，其制作工艺简单、生产成本低、适用于各种规格管径加工。 

附图说明

图1为本发明结构示意图： 

图2为本发明内凸因子结构示意图；

图3为本发明制作结构图。

图中：光壁管1，内凸因子2，大球面结构端21，小球面结构端22，送粉管3，激光敷焊喷嘴4。 

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 

图1、2所示，一种内凸扰流管包括光壁管1和内凸因子2，光壁管1内孔沿光壁管轴向均设一圈以上的内凸因子组，每圈内凸因子组由多个内凸因子2组成，相邻两内凸因子组中在光壁管圆周方向上距离最近的两内凸因子组成以光壁管轴心线为中心的螺旋线；内凸因子组由多个内凸因子均布于光壁管径向同一圆周上组成；图2中内凸因子呈沿光壁管轴向两端大、小不等结构，内凸因子一端为由下向上、由外向内渐缩的大球面结构端，另一端为由下向上、由外向内渐缩的小球面结构端，两球面结构端相背朝外且中间圆滑连接。 

图3所示内凸扰流管制作时，采用激光敷焊喷嘴4伸入光壁管1内，通过送粉管3将高温合金粉末和烧结剂混合送至激光敷焊喷嘴，由激光敷焊喷嘴对应光壁管敷焊内凸因子，送粉管送焊激光敷焊喷嘴采用氩气保护。