一种换热管传热效率高的组合式氨冷器，具有氨蒸发室、热端管箱、冷端管箱和换热管，所述氨蒸发室包括外壳和中间隔板，所述热端管箱包括热端主管板、热端管箱筒体、热端端部密封结构和热端内管管板，所述冷端管箱包括冷端主管板、冷端管箱筒体、冷端端部密封结构和冷端内管管板，所述换热管由外管和内管组成，所述外管套装在内管的外面，且内管的一端伸入热端管箱并与热端内管管板固定连接，内管的另一端伸入冷端管箱并与冷端内管管板连接，所述内管包括中间部分的波纹管和两端的光管。本实用新型专利技术的内管中间部分采用波纹管以后，组合式氨冷器换热管的传热效率高。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及化工设备领域，具体涉及一种换热管传热效率高的组合式氨冷器。
技术介绍
组合式氨冷器是氨合成系统中氨分离工段的多功能换热设备，它代替了以往传统的常规流程中的Ⅰ级氨冷器、Ⅱ级氨冷器、冷交换器，可以使氨合成塔出来的经过余热回收、水冷冷却后的合成气，在组合式氨冷器一台设备中实现多级冷却、使氨组份冷凝，并且回收氨分离器出来的循环气的冷量。采用组合式氨冷器可以减少氨合成系统的高压设备台数，减少设备之间的高压连接管线，减少占地面积，节省投资，还可以减少系统的阻力降，降低生产过程中的动力消耗及冷却水消耗，既有利于节能降耗，又实现了因降低动力消耗而减少二氧化碳的排放。所以，组合式氨冷器是氨合成系统中节能减排的替代设备。组合式氨冷器是一台多股流换热器，管程为高压，换热管由同心的外管和内管组成，内管将外管内的空间分隔为径向的中心通道和环隙通道两部分。组合式氨冷器的壳程是氨蒸发室，为了获得较低的合成气冷却温度，以便使合成气中的氨组份尽可能多的冷凝并分离出来，一般将氨蒸发室沿轴向分隔为两个或两个以上独立的蒸发腔，利用液氨的不同蒸发温度将合成气逐级冷却。组合式氨冷器的管程由热端管箱、冷端管箱，以及连通热端管箱和冷端管箱的一组换热管组成，热端管箱和冷端管箱中各有一块内管管板，内管管板将管箱内的空间分为两个腔，换热管的外管与热端管箱及冷端管箱的主管板连接，内管与两管箱中的内管管板连接，内管管板两侧的环隙通道腔及中心通道腔互不相通。组合式氨冷器的工作过程为：从高压水冷器过来的合成气，进入左侧的热端管箱的环隙通道腔，由换热管的环隙通道从左向右流动，首先被氨蒸发室第一腔内的液氨冷却降温；氨蒸发室第二腔内的液氨温度比第一腔低，合成气经过第二腔的位置时，又被第二腔内的液氨冷却降温。如果氨蒸发室被分隔为两个以上的蒸发腔，氨蒸发室中各腔内液氨的温度从左往右逐级降低，合成气到达冷端管箱时，温度已经降到最低，此时，合成气中氨组份绝大部分已经冷却液化，然后汇集到右侧的冷端管箱的环隙通道腔，含有液氨的合成气离开冷端管箱的环隙通道腔进入氨分离器，使液氨与气体分离。分离液氨后的气体称为循环气，因为循环气的温度很低，使循环气回到冷端管箱的中心通道腔，由中心通道从右向左流动，用于冷却环隙通道内的合成气，其目的是回收循环气的冷量。最后循环气汇集到热端管箱的中心通道腔后，送入循环气压缩机返回合成工段。现有的组合式氨冷器，换热管的内管均采用光管，内管与外管之间的环隙通道的截面积在换热管的长度方向上是不变的，并且内管的中心通道的截面积在换热管的长度方向上也是不变的，合成气在环隙通道轴向流动时，以及循环气在中心通道轴向流动时，气体处于稳流状态，根据化工原理可知，换热管内气体处于稳流状态时的传热系数比较小，所以现有的技术存在的不足是：组合式氨冷器换热管的传热效率较低。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种换热管传热效率高的组合式氨冷器。为了实现上述目的，本技术的技术方案是：一种换热管传热效率高的组合式氨冷器，具有氨蒸发室、热端管箱、冷端管箱和换热管，所述热端管箱和冷端管箱分别安装在氨蒸发室的两端，所述氨蒸发室包括外壳和中间隔板，所述热端管箱包括热端主管板、热端管箱筒体、热端端部密封结构和热端内管管板，且所述热端内管管板与热端管箱筒体固定连接，所述冷端管箱包括冷端主管板、冷端管箱筒体、冷端端部密封结构和冷端内管管板，且所述冷端内管管板设置在冷端管箱筒体内, 所述换热管由外管和内管组成，所述外管套装在内管的外面，且内管的一端伸入热端管箱并与热端内管管板固定连接，另一端伸入冷端管箱并与冷端内管管板连接，其创新点在于：所述内管包括中间部分的波纹管和两端的光管。所述内管的中间部分的波纹管与两端的光管是一体的。所述内管的中间部分的波纹管与两端的光管对接焊接连接。所述内管两端的光管上具有台阶，中间部分的波纹管两端的波峰处分别套在光管的台阶上，且在台阶的根部与光管焊接连接。所述内管中间的波纹管上的若干个波谷处分别装有卡子。所述卡子为外周设有三个径向凸爪的环形圈。所述卡子为外周设有三个径向凸爪的开口圈。所述内管的另一端伸入冷端管箱并与冷端内管管板的连接为滑动密封连接。所述内管的另一端伸入冷端管箱并与冷端内管管板的连接为固定连接。本技术所具有的积极效果是：由于内管中间部分采用波纹管以后，换热管的内管与外管之间的环隙通道的截面积在换热管长度方向上是随着波纹管的波峰和波谷不断变化的，合成气在环隙通道轴向流动时，流速不断变化，气体处于紊流状态，并且换热管的内管中心通道的截面积在换热管长度方向上也是随着波纹管的波峰和波谷不断变化的，循环气在换热管的内管中心通道轴向流动时，流速也是不断变化的，气体也是处于紊流状态，根据化工原理可知，换热管内气体处于紊流状态时的传热系数比较大，所以改进后的技术的优点是：组合式氨冷器换热管的传热效率高。附图说明图1是本技术的一种换热管传热效率高的组合式氨冷器的示意图；图2是中间部分波纹管与两端的光管为一体的内管结构示意图；图3是中间部分的波纹管与两端的光管对接焊接连接的内管示意图；图4是两端的光管上具有台阶，中间部分的波纹管两端的波峰处分别套在光管的台阶上且在台阶的根部与光管焊接连接的内管示意图；图5是图4中内管两端的光管的结构示意图；图6是卡子装在波纹管上的示意图；图7是封闭形的卡子示意图；图8是开口形的卡子示意图。具体实施方式 以下结合附图以及给出的实施例，对本技术作进一步的说明。如图1~7所示，一种换热管传热效率高的组合式氨冷器，具有氨蒸发室1、热端管箱2 、冷端管箱3和换热管4，所述热端管箱2和冷端管箱3分别安装在氨蒸发室1的两端，所述氨蒸发室1包括外壳9和中间隔板10，所述热端管箱2包括热端主管板8 、热端管箱筒体6）、热端端部密封结构5和热端内管管板7，且所述热端内管管板7与热端管箱筒体6固定连接，所述冷端管箱3包括冷端主管板13、冷端管箱筒体15、冷端端部密封结构16和冷端内管管板14，且所述冷端内管管板14设置在冷端管箱筒体15内, 所述换热管4由外管11和内管12组成，所述外管11套装在内管12的外面，且内管12的一端伸入热端管箱2并与热端内管管板7固定连接，另一端伸入冷端管箱3并与冷端内管管板14连接，其创新点在于：所述内管12包括中间部分的波纹管12-2和两端的光管12-1。所述内管12的中间部分的波纹管12-2与两端的光管12-1是一体的。所述内管12的中间部分的波纹管12-2与两端的光管12-1对接焊接连接。所述内管12两端的光管12-1上具有台阶12-1-1，中间部分的波纹管12-2两端的波峰处分别套在光管12-1的台阶12-1-1上，且在台阶12-1-1的根部与光管12-1焊接连接。所述内管12中间的波纹管12-2上的若干个波谷处分别装有卡子17，卡子17使内管12处于外管11的中心位置。所述卡子17为外周设有三个径向凸爪17-1的环形圈17-2。所述卡子17为外周设有三个径向凸爪17-1的开口圈17-3。所述内管12的另一端伸入冷端管箱3并与冷端内管管板14的连接为滑动密封连接。所述内管12的另一端伸入冷端管箱3并与冷端内管管板14的连接为固定连接。当卡子17是为外周设有三个径向凸爪17-1的环本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种换热管传热效率高的组合式氨冷器，具有氨蒸发室（1）、热端管箱（2） 、冷端管箱（3）和换热管（4），所述热端管箱（2）和冷端管箱（3）分别安装在氨蒸发室（1）的两端，所述氨蒸发室（1）包括外壳（9）和中间隔板（10），所述热端管箱（2）包括热端主管板（8） 、热端管箱筒体（6） 、热端端部密封结构（5）和热端内管管板（7），且所述热端内管管板（7）与热端管箱筒体（6）固定连接，所述冷端管箱（3）包括冷端主管板（13）、冷端管箱筒体（15）、冷端端部密封结构（16）和冷端内管管板（14），且所述冷端内管管板（14）设置在冷端管箱筒体（15）内, 所述换热管（4）由外管（11）和内管（12）组成，所述外管（11）套装在内管（12）的外面，且内管（12）的一端伸入热端管箱（2）并与热端内管管板（7）固定连接，另一端伸入冷端管箱（3）并与冷端内管管板（14）连接，其特征在于：所述内管（12）包括中间部分的波纹管（12‑2）和两端的光管（12‑1）。
【技术特征摘要】
1.一种换热管传热效率高的组合式氨冷器，具有氨蒸发室（1）、热端管箱（2） 、冷端管箱（3）和换热管（4），所述热端管箱（2）和冷端管箱（3）分别安装在氨蒸发室（1）的两端，所述氨蒸发室（1）包括外壳（9）和中间隔板（10），所述热端管箱（2）包括热端主管板（8） 、热端管箱筒体（6） 、热端端部密封结构（5）和热端内管管板（7），且所述热端内管管板（7）与热端管箱筒体（6）固定连接，所述冷端管箱（3）包括冷端主管板（13）、冷端管箱筒体（15）、冷端端部密封结构（16）和冷端内管管板（14），且所述冷端内管管板（14）设置在冷端管箱筒体（15）内, 所述换热管（4）由外管（11）和内管（12）组成，所述外管（11）套装在内管（12）的外面，且内管（12）的一端伸入热端管箱（2）并与热端内管管板（7）固定连接，另一端伸入冷端管箱（3）并与冷端内管管板（14）连接，其特征在于：所述内管（12）包括中间部分的波纹管（12-2）和两端的光管（12-1）。2.根据权利要求1所述的换热管传热效率高的组合式氨冷器，其特征在于：所述内管（12）的中间部分的波纹管（12-2）与两端的光管（12-1）是一体的。3.根据权利要求1所述的换热管传热效率高的组合式氨冷器，其特征在于：所述内管（1...
【专利技术属性】
技术研发人员：倪永良，王海范，崔琴，
申请(专利权)人：江苏省化工设备制造安装有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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