[发明专利]一种混合折流式重沸器

说明书

本发明公开了一种混合折流式重沸器，包括壳体和设置在所述壳体下部用于支撑的支座，所述壳体的两端对应设置有壳程出入端口，所述壳体内沿该壳体轴向间隔设置有多组管束，所述壳体内沿所述管束径向设置有折流板和折流栅，用于支撑所述管束并对壳程流体进行导流。本发明结构合理、工作安全高效，兼有最佳换热特性和最小流致振动。

【技术领域】

本发明属于石化、能源行业中工艺设备技术领域，具体涉及一种混合折流式重沸器，用于石油、化工、能源等行业生产所需的大型换热设备。

【背景技术】

重沸器作为一种重要的大型换热设备，在石油、化工、能源等行业有着广泛的应用。在石化行业，其作用是使精馏塔底部的液相组分受热气化，为高纯度蒸馏分离提供合适的工艺介质。在重沸器的设计中，不仅要满足工艺所需的传热特性，而且要考虑管束流致振动给重沸器的长期安全运行带来的影响。尤其是在大型重沸器设计中，工艺换热特性和管束流致振动的相互兼顾并重变得尤其重要。

现有的重沸器(换热器)主要有两种形式：折流板式和折流杆式。折流板式重沸器在壳程中，流体横向流过管束时，会产生卡门旋涡激振、湍流抖振、流体弹性不稳定和声共振等流体诱发的管束振动，严重时会造成管束疲劳破环、切割泄漏等问题，造成重沸器失效，给工业生产带来损失。目前，大型重沸器中通常使用弓形折流板，主要存在以下三个问题：第一，进入重沸器壳程的液体受热相变产生气体，壳程流体由液相变为气液两相，流体总体积变大。壳程流体体积增大引起重沸器换热后程流速变大，进而对换热管束的激振力加剧，从而引起换热管束剧烈的振动。第二，为了便于换热器安装，折流板与换热管之间存在0.3-0.7mm间隙，由于管子振动，折流板对穿过折流板的换热管会产生切割磨损，严重的会使管壁破裂，引起换热器失效。第三，在重沸器后程的气液两相部分，换热效率严重下降，仍然采用折流板使流体绕流换热会引起较大的沿程压降。对于上述问题，目前主要通过加支承或者调整折流板间距来解决，但是这些措施并不能从根本上解决问题，还可能会影响换热效率。

折流杆式换热器是近年来业界开发的一种新型管壳式换热器。折流杆式换热器的结构特征是以折流栅替代折流板，由于折流栅中的折流杆与管子为点接触，防止了换热管由于振动而造成的切割磨损。但由此壳程流体流态也发生了根本性的变化。折流板式换热器在折流板的导流作用下，流体横过管束流动；而折流杆式换热器没有折流板，流体沿着管子轴线方向流动，即纵向流。对于重沸器，由于折流杆折流使壳程流体流动方向平行于换热管，当重沸器中流体介质主要为液相时会引起换热效率下降，影响重沸器的工艺换热要求。

基于上述问题，本发明巧妙利用折流板和折流杆两种换热形式的优点并避免其缺点，设计一种新型的混合折流式重沸器，使重沸器在整个换热气化过程中以最优的形式兼顾换热特性和流致振动问题，获得拥有最佳换热特性和最小流致振动的重沸器。满足石化、能源行业中重沸器，尤其是大型重沸器，长期安全高效运行的要求。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种结构合理、工作安全高效的重沸器，可以解决重沸器管束振动失效问题，并且换热效率高、流动阻力小。该重沸器兼有最佳换热特性和最小流致振动，克服了现有重沸器，尤其是大型重沸器中无法兼顾管束振动和换热特性的缺点。

本发明采用以下技术方案：

一种混合折流式重沸器，包括壳体和设置在所述壳体下部用于支撑的支座，所述壳体的两端对应设置有壳程出入端口，所述壳体内沿该壳体轴向间隔设置有多组管束，所述壳体内沿所述管束径向设置有折流板和折流栅，用于支撑所述管束并对壳程流体进行导流。

进一步的，所述壳体内部包括换热前程和换热后程，多个所述折流板间隔设置在所述换热前程，多个所述折流栅间隔设置在所述换热后程。

进一步的，所述折流板为双弓型折流板，包括第一折流板和第二折流板，所述第一折流板和第二折流板交替间隔设置在所述管束上。