进料流出物热交换器制造技术

公开了一种壳管式热交换器，其尤其包括细长的圆柱形壳体，其限定用于所述热交换器的纵向轴线和内部腔室。所述壳体具有形成在外壁中的至少一个进料气体入口和进料气体出口，以便允许进料气体进入和离开所述内部腔室。至少一个管片与细长壳体的一端相关联，并且多个圆形挡板在所述壳体的所述内部腔室内纵向间隔开，以便重新引导所述内部腔室内的进料气体流。所述热交换器还包括管束，其具有用于允许流出物气体从入口室穿过所述壳体的所述内部腔室到达出口室的多个管。此外，第一护罩分配器被布置和构造成将进料气体流从所述进料气体入口引导到邻近所述至少一个管片的所述内部腔室中。所述第一护罩分配器具有在其一端中形成的至少一个成角度的切口，以便分配进料气体的流量。

Feed and Outflow Heat Exchanger

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】进料流出物热交换器相关申请的交叉引用本申请要求于2016年7月19日提交的题目为“进料流出物热交换器（FeedEffluentHeatExchange）”的美国临时专利申请序列号62/364,112的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及热交换器，并且更具体地涉及具有改进的热交换效率的壳管式热交换器。
技术介绍
用于生产石油化工产品的许多过程需要在进行反应之前将气态进料加热至高温。一些示例是乙苯的脱氢以形成苯乙烯单体，以及丙烷或丁烷的脱氢以形成丁烯或丁二烯。必须在火焰加热器中燃烧大量燃料以产生进料气体所需的温度。反应器流出物中的过量热可以作为蒸汽回收。然而，在许多情况下，从燃料到蒸汽的这种能量转换并不是最经济的选项，并且希望在进料流出物热交换器中回收尽可能多的热量，以便最小化该过程消耗的燃料量。常规的热交换器方法和系统通常被认为满足其预期目的。然而，本领域仍然需要提供改进的和更高热效率的壳管式热交换器的系统和方法。
技术实现思路
本公开涉及具有改进的热交换效率的热交换器结构。本公开的第一实施例是壳管式热交换器，其尤其包括限定热交换器的纵向轴线和内部腔室的细长的圆柱形壳体。壳体具有形成在外壁中的至少一个进料气体入口和进料气体出口，以便允许进料气体进入和离开内部腔室。在某些结构中，壳体包括两个或更多个进料气体入口和两个或更多个进料气体出口。至少一个管片与细长壳体的一端相关联，并且多个圆形挡板在壳体的内部腔室内纵向间隔开，以便重新引导内部腔室内的进料气体流。在某些结构中，周向密封件与多个挡板中的每个相关联。提供了一种管束，其包括多个管，用于允许流出物气体从入口室穿过壳体的内部腔室到达出口室。热交换器还包括第一护罩分配器，其被布置和构造成将进料气体流从进料气体入口引导到邻近至少一个管片的内部腔室中。第一护罩分配器具有在其一端中形成的至少一个成角度的切口以便分配进料气体的流量。在本专利技术的某些实施例中，两个进料气体入口和两个进料气体出口形成在壳体的外壁中。优选地，在这样的结构中，第一护罩分配器具有形成在其一端中的两个成角度的切口以便分配进料气体的流量。在某些结构中，成角度的切口定位成间隔180度。可以设想，至少一个护罩分配器可包括至少一个圆形挡板。在优选实施例中，护罩分配器包括具有中心窗口区域的环形挡板。在某些结构中，护罩分配器还包括具有周向密封元件的屏蔽形挡板。可以设想，在至少一个护罩分配器的端部中形成的至少一个成角度的切口以10-30度的角度形成。在优选的结构中，热交换器还包括第二护罩分配器，其具有形成在其一端中并被布置和构造成将进料气体流从内部腔室引导到进料气体出口的至少一个成角度的切口。可以设想，在本专利技术的实施例中，多个挡板包括以交替的模式布置的屏蔽形挡板和翼形挡板两者。优选地，与多个圆形挡板中的每个相关联的周向密封件中的每个包括在挡板和壳体之间延伸的柔性元件。可以设想，柔性元件可以设置在挡板的单侧上或挡板的两侧上。在某些实施例中，多个圆形挡板包括通过将两个在直径上相对的窗口切割成挡板板材而形成的至少一个屏蔽形挡板。另外，多个圆形挡板可包括通过将单个窗口切割成挡板板材而形成的至少一个翼形挡板。更进一步地，多个圆形挡板可包括通过将圆形窗口切割成挡板板材而形成的环形挡板。本公开还涉及一种壳管式热交换器，其尤其包括限定热交换器的纵向轴线和内部腔室的细长的圆柱形壳体。壳体具有形成在外壁中的至少一个进料气体入口和进料气体出口，以便允许进料气体进入和离开内部腔室。至少一个管片与细长壳体的一端相关联，并且多个圆形挡板在壳体的内部腔室内纵向间隔开，以便重新引导内部腔室内的进料气体流，多个挡板包括屏蔽形挡板和翼形挡板并且每个挡板包括周向密封件。热交换器还包括管束，其包括用于允许流出物气体从入口室穿过壳体的内部腔室到达出口室的多个管。此外，第一护罩分配器被布置和构造成将进料气体流从进料气体入口引导至邻近至少一个管片的内部腔室，第一护罩分配器具有在其一端中形成的至少一个成角度的切口，以便分配进料气体的流量。目前设想的是，第一护罩分配器具有形成在其一端中的两个成角度的切口，其定位成间隔180度以便分配进料气体的流量。在某些结构中，至少一个护罩分配器包括至少一个圆形挡板。此外，护罩分配器可包括具有中心窗口区域的环形挡板。再进一步地，护罩分配器还可包括具有周向密封元件的屏蔽形挡板。可以设想，在至少一个护罩分配器的端部中形成的至少一个成角度的切口可以以10-30度的角度形成。在某些优选实施例中，热交换器还包括第二护罩分配器，其具有在其一端中形成并且被布置和构造成将进料气体流从内部腔室引导至进料气体出口的至少一个成角度的切口。优选地，多个屏蔽形挡板和翼形挡板以交替的模式布置。可以设想，与多个挡板中的每个相关联的周向密封件包括在挡板和壳体之间延伸的柔性元件。在某些结构中，柔性元件设置在挡板的两侧上。可以通过将两个在直径上相对的窗口切割成挡板板材来形成屏蔽形挡板。可以通过将单个窗口切割成挡板板材来形成翼形挡板。另外，通过将圆形窗口切割成挡板板材来形成环形挡板。本公开还涉及一种壳管式热交换器，其尤其包括限定热交换器的纵向轴线和内部腔室的细长的圆柱形壳体。壳体具有形成在外壁中的至少一个进料气体入口和进料气体出口，以便允许进料气体进入和离开内部腔室。至少一个管片与细长壳体的一端相关联。多个圆形挡板在壳体的内部腔室内纵向间隔开，以便重新引导内部腔室内的进料气体流，多个挡板包括在挡板与壳体之间延伸的柔性周向密封件。热交换器还包括管束，其包括用于允许流出物气体从入口室穿过壳体的内部腔室到达出口室的多个管。此外，热交换器包括第一护罩分配器，其被布置和构造成将进料气体流从进料气体入口引导至邻近至少一个管片的内部腔室，第一护罩分配器具有在其一端中形成的至少一个成角度的切口，用于分配进料气体的流量。优选地，柔性元件设置在挡板的两侧上。可以设想，柔性元件可以由诸如不锈钢304的不锈钢制成。附图说明为便于本公开所属领域的技术人员在不进行过度实验的情况下将容易理解如何制造和使用本公开的装置和方法，下面将参考某些附图在本文中详细描述其优选实施例。图1A示出了根据本专利技术的实施例构造的具有成角度的切口和环形挡板的示例性护罩型分配器的正视图；图1B示出了图1A的护罩型分配器的横截面视图；图2A示出了根据本公开构造的示例性屏蔽挡板的示意性视图，其中从圆形挡板切割出两个窗口；图2B示出了根据本公开构造的示例性翼挡板的示意性视图，其中从圆形挡板切割出一个窗口；图2C示出了根据本公开构造的仍另一个示例性圆形挡板的示意性视图，其中圆形部分从圆形挡板移除，从而形成环形挡板；图3示出了根据本公开的实施例构造的示例性热交换器布局的示意性视图；图4提供了根据本公开的另外的实施例构造的示例性热交换器的四分之一区段的横截面视图；图5示出了与热交换器挡板一起使用的周向（例如E-流）或柔性密封布置的横截面视图；图6A是现有热交换器的壳体入口处的示例性温度分布轮廓的示意性视图；图6B是根据本公开构造的热交换器的壳体入口处的示例性温度分布轮廓的示意性视图，其相对于图6A采用缩小的比例；和图7A是现有热交换器的壳体出口处的示例性温度分布轮廓的示意性视图；和图7B（局部刻度，locals本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种壳管式热交换器，包括：细长的圆柱形壳体，所述细长的圆柱形壳体限定用于所述热交换器的纵向轴线和内部腔室，所述壳体具有形成在外壁中的至少一个进料气体入口和进料气体出口，以便允许进料气体进入和离开所述内部腔室；与细长壳体的一端相关联的至少一个管片；多个圆形挡板，所述多个圆形挡板在所述壳体的所述内部腔室内纵向间隔开，以便重新引导所述内部腔室内的进料气体流；管束，所述管束包括多个管，用于允许流出物气体从入口室穿过所述壳体的所述内部腔室到达出口室；和第一护罩分配器，所述第一护罩分配器被布置和构造成将进料气体流从所述进料气体入口引导到邻近所述至少一个管片的所述内部腔室中，所述第一护罩分配器具有在其一端中形成的至少一个成角度的切口，以便分配进料气体的流量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.19 US 62/3641121.一种壳管式热交换器，包括：细长的圆柱形壳体，所述细长的圆柱形壳体限定用于所述热交换器的纵向轴线和内部腔室，所述壳体具有形成在外壁中的至少一个进料气体入口和进料气体出口，以便允许进料气体进入和离开所述内部腔室；与细长壳体的一端相关联的至少一个管片；多个圆形挡板，所述多个圆形挡板在所述壳体的所述内部腔室内纵向间隔开，以便重新引导所述内部腔室内的进料气体流；管束，所述管束包括多个管，用于允许流出物气体从入口室穿过所述壳体的所述内部腔室到达出口室；和第一护罩分配器，所述第一护罩分配器被布置和构造成将进料气体流从所述进料气体入口引导到邻近所述至少一个管片的所述内部腔室中，所述第一护罩分配器具有在其一端中形成的至少一个成角度的切口，以便分配进料气体的流量。2.根据权利要求1所述的热交换器，其中，在所述壳体的所述外壁中形成两个进料气体入口和两个进料气体出口。3.根据权利要求2所述的热交换器，所述第一护罩分配器具有在其一端中形成的两个成角度的切口，以便分配进料气体的流量。4.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述至少一个护罩分配器包括至少一个圆形挡板。5.根据权利要求4所述的热交换器，其中，所述护罩分配器包括具有中心窗口区域的环形挡板。6.根据权利要求5所述的热交换器，其中，所述护罩分配器还包括具有周向密封元件的屏蔽形挡板。7.根据权利要求1所述的热交换器，其中，形成在所述至少一个护罩分配器的端部中的所述至少一个成角度的切口以10-30度的角度形成。8.根据权利要求1所述的热交换器，还包括第二护罩分配器，所述第二护罩分配器具有形成在其一端中并且被布置和构造成将进料气体流从所述内部腔室引导到所述进料气体出口的至少一个成角度的切口。9.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述多个挡板包括以交替的模式布置的屏蔽形挡板和翼形挡板两者。10.根据权利要求1所述的热交换器，其中，周向密封件与所述多个挡板中的每个相关联。11.根据权利要求10所述的热交换器，其中，所述周向密封件包括在所述挡板和所述壳体之间延伸的柔性元件。12.根据权利要求11所述的热交换器，其中，柔性元件设置在所述挡板的两侧上。13.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述多个圆形挡板包括通过将两个在直径上相对的窗口切割成挡板板材而形成的至少一个屏蔽形挡板。14.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述多个圆形挡板包括通过将单个窗口切割成挡板板材而形成的至少一个翼形挡板。15.根据权利要求1所述的热交换器，其中，所述多个圆形挡板包括通过将圆形窗口切割成挡板板材而形成的环形挡板。16.一种壳管式热交换器，包括：细长的圆柱形壳体，所述细长的圆柱形壳体限定用于所述热交换器的纵向轴线和内部腔室，所述壳体具有形成在外壁中的至少一个进料气体入口和进料气体出口，以便允许进料气体进入和离开所述内部腔室；与细长壳体的一端相关联的至少一个管片；多个圆形挡板，所述多个圆形挡板在所述壳体的所述内部腔室...

【专利技术属性】
技术研发人员：M布里农，R吉布，
申请(专利权)人：鲁姆斯科技公司，
类型：发明
国别省市：美国,US