[实用新型]U型套管式蒸发器

说明书

技术领域

本实用新型涉及化工设备领域，具体地，涉及一种U型套管式蒸发器。

背景技术

在石油及化工领域中，用于以热蒸汽或气体为介质的管壳式蒸发器的应用非常普遍。现有技术中的管壳式蒸发器一般采用卧式放置，蒸汽存在于管程或壳程。现有的管壳式蒸发器的一个特点是，蒸汽在冷却后会发生相变，凝结液体不易于排出，设备的换热效率会降低，并且该类型的蒸发器无法实现壳程蒸汽的过热，即将壳程蒸发后的介质进一步地加热。若卧式换热器倾斜布置，可部分解决冷凝液排出的问题，但未能从根本上解决。若采用立式蒸发器，如图1所示，换热管30和壳程壳体18的两端均和两个管板20相固接，管壳程的金属壁温差值较大，不利于机械设计，并且换热管30不能抽出进行清洗。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种U型套管式蒸发器，该U型套管式蒸发器能够保证管壳程的之间不存在温差应力，同时能够实现对壳程蒸汽的过热。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种U型套管式蒸发器，该U型套管式蒸发器包括壳体、位于该壳体内的管板，以及固接到所述管板上的换热管，其中，所述管板包括间隔设置的上管板、下管板，以将所述壳体的内部空间分隔成自下而上布置的第一腔室、第二腔室和第三腔室，所述换热管包括固接到所述上管板的U型外管以及固接到所述下管板的内管，该U型外管位于所述第三腔室内，且和所述第二腔室相连通，所述内管下端和所述第一腔室连通，上端从所述U型外管的开口插入并向上延伸，所述壳体上具有与所述第一腔室连通的管壳进口，与所述第二腔室连通的管程出口，以及分别与所述第三腔室连通的壳程进口和壳程出口。

优选地，所述壳程进口位于所述第三腔室的下部，所述壳程出口位于所述第三腔室的上部。

优选地，所述内管的上端延伸至所述U型外管的上部，且和所述U型外管的顶端具有间隙。

优选地，所述U型外管的长度与所述第三腔室的高度之比为50％-90％。

优选地，所述壳体包括位于上方的壳程壳体和位于下方的管程壳体，所述壳程壳体与管程壳体法兰连接，所述上管板设置在所述壳程壳体的法兰和管程壳体的法兰之间。

优选地，所述U型外管具有两个支管，所述换热管包括多个所述U型外管和多个所述内管，每个内管插入至对应的一个支管中。

优选地，所述U型外管具有两个支管，所述换热管包括多个所述U型外管和多组所述内管，每组内管插入至对应的一个支管中，每组内管包括两个或两个以上的所述内管。

优选地，所述内管的上端设置有用于限制该内管中的气体向上流动的盖板，该盖板的下方形成有侧向通气口。

优选地，所述盖板封闭所述内管的上端口，所述侧向通气口开设在所述内管管壁的靠近所述盖板的位置。

优选地，所述内管上设置有从该内管的上边缘向上延伸的多个支撑筋，该多个支撑筋沿所述内管的周向布置，所述盖板支撑在所述多个支撑筋上，相邻两个支撑筋之间形成所述侧向通气口。

优选地，所述内管的外壁上和/或所述U型外管的内壁上设置有定位翅片。

优选地，所述U型外管的内壁上设置有用于将凝结在该U型外管上的液体向下引导的导流凹槽。

优选地，所述导流凹槽形成为纵向槽或螺旋槽。

通过上述技术方案，在壳体上间隔设置分别固接有U型外管和内管的上管板和下管板，且使得U型外管套设在内管的外面，能够使得高温蒸汽从管程进口进入第一腔室后，从内管的下端向上流动，流经第二腔室并进入第三腔室，直至高温蒸汽从内管的顶端流出和U型外管的产生直接接触后，才与第三腔室中的冷流体进行热交换并凝结成液体，由于在此后蒸汽沿着内管和U型外管之间的间隙从上向下折返流动的过程中，高温蒸汽和冷流体会一直进行热量交换，因此使得U型外管上部的温度最高，自上而下温度降低，可实现冷流体在壳程下部得到加热或蒸发，并在上部进一步被加热，即实现过热，从而兼具加热、蒸发和过热的功能，且U型外管上端增大了管程的通量，可以增加热量交换的面积，增强了过热的效果，另外，在管程蒸汽返流过程中，蒸汽介质流向和凝液的流动方向一致，有利于凝液向下排出，提高传热效果，此外，由于U型外管和内管具有和壳程壳体相分离的自由端，能够确保管程和壳程之间不存在温差应力。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：