一种泡罩板式内循环流态化立式传热装置制造方法及图纸

一种泡罩板式内循环流态化立式传热装置，采用均布畅流式泡罩。每个均布畅流式泡罩均位于粒子循环管的正下方。泡罩的罩盖上有一根中心管，在中心管的上部开设有导沙孔，由导沙孔出来的液体将粒子内循环管下管口处的粒子径向送出和均匀分布，保障粒子的循环流畅。罩盖上开设有纵向布液孔。泡罩裙部开设有径向布液的大孔和小孔，大孔与小孔间隔排布。裙部小孔的下边缘设置有斜向上的导流片。裙部小孔的方向对着两泡罩之间的连线。这种结构的泡罩及其泡罩的排布和安装方位，能保证在流态化底室里形成合理的速度场，提高各传热管内流速与粒子浓度的均匀性。因此，这种流态化自动清洗及其传热强化的传热装置能够长期运行稳定可靠。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及的是一种泡罩板式内循环流态化立式传热装置。它适用于立式结构的各种列管式传热设备管内污垢的自动清洗和传热强化，尤其适用于数量最多的立式水冷器。
技术介绍
现有的管程内循环流态化换热器技术，例如专利EP262725和中国专利ZL91106682.9以及论文(管程内循环流态化换热器研究，压力容器，1995，第1期，第33-36页)具有自动清洗管内污垢和高效传热强化的双重功能。但是，在长周期运行考核中暴露出三方面的问题一是内循环管出口端粒子流出不畅，容易引起粒子内循环流路阻塞破坏的问题；二是筛板上的筛孔逐渐地被粒子堵塞的问题；三是流态化粒子容易从出口室跑失的问题。解决这些问题的新技术，近期有较多的文献(例如，彭德其，俞秀民，俞天兰等，传热设备内循环流态化管内自动清洗，清洗世界，2004(7)1～5；俞秀民、林伟璐、俞天兰等，均匀稳定的内循环流态化的泡罩底室结构研究，第九届全国高等学校过程装备与控制工程专业教学改革与学科建设成果论文集，2004.7化学工业出版社，363-366；)介绍，以锥形泡罩取代筛板解决筛板上的筛孔堵塞问题，在每根传热管的出口端设置一个档沙罩解决出口室的粒子跑失问题。虽然，文献中提出了采用锥形泡罩的泡罩板替代筛板的办法后，筛板的筛孔堵塞问题就不存在了，防止流态化粒子跑失的目的也基本上达到了。但是，由于这些泡罩的直径比传热管的直径大，在粒子内循环管的下管口区域没有水平方向的液流将粒子径向输送扩散分布出来，因此内循环管出口端粒子流出不畅引起内循环流路阻塞这一根本问题依然存在；并且由于罩盖没有开设进液孔，使上方区域只有强烈的涡流，引起该区域传热管的管内流速过小，并且不稳定；另外，从泡罩喷流出来的水平方向液流在泡罩周围的区域速度快，因此在该区域的传热管下管口处形成一种抽吸作用的速度场，使这些传热管内的流速普遍偏低，非常容易造成倒流和粒子堵塞；由于两个泡罩的液流在两个泡罩连线的中点区域对冲的静压增大，使得该处传热管的液流速度显著地高于平均速度，因此引发出各传热管液流速度不均匀的新问题，使循环流态化的不稳定运行，大大降低传热效率，还容易发生少数快流速的传热管管壁磨损过快问题。本技术要解决的技术问题是现有泡罩结构的内循环流态化传热设备中粒子在循环管出口端不流畅的问题和各传热管液流速度和粒子浓度的不均匀问题，提出一种泡罩板式内循环流态化立式传热装置，通过新型的均布畅流式泡罩改变原流态化底室内不合理的速度场，解决循环管出口端不流畅问题，同时解决锥形泡罩的各传热管液流速度不均匀问题，显著提高运行的可靠性，满足长期运行的可靠性要求。
技术实现思路
本技术的目的是通过以下技术方案来实现的一种泡罩板式内循环流态化立式传热装置，由壳体、流态化底室、均布畅流式泡罩、泡罩板、传热管、粒子循环管、出口室等构成。传热管穿过下管板向下延伸，传热管下管口插到流态化粒子的上层内。流态化底室里设置有泡罩板和均布畅流式泡罩。均布畅流式泡罩的罩盖上有一根中心管，中心管的直径只有粒子循环管直径的1/5～1/2，在中心管的上部接近中心管顶处开设有2～6个导沙孔，导沙孔为水平方向或斜向下方向，导沙孔的高度靠近粒子循环管的下管口，中心管顶为锥形或向上凸的曲面。均布畅流式泡罩的罩盖开设有一定数量的纵向布液孔，大体上按等面积原则均匀排布。均布畅流式泡罩的裙部开设有径向布液的大孔和小孔，小孔的下边缘设置有斜向上的导流片；大孔与小孔间隔排布；大孔和小孔的孔数均为6；孔形一般为长方形和圆形，也可以是方形或三角形。均布畅流式泡罩位于粒子循环管的正下方，与粒子循环管一一对应。在泡罩板上，均布畅流式泡罩之间一般为等边三角形排列，并且均布畅流式泡罩的小孔正对两个均布畅流式泡罩之间的连线方向。粒子循环管的下管口插入流态化沙层的深度比传热管下管口大60mm以上，与均布畅流式泡罩的顶部保持的距离h为20mm～60mm。均布畅流式泡罩采用耐磨损、耐腐蚀的工程塑料注塑成型。均布畅流式泡罩与泡罩板采用粘接的方法安装固定。这种泡罩板式内循环流态化立式传热装置运行时，管程液体经过均布畅流式泡罩进入流态化底室，使自动清洗的粒子流态化流动以后，通过传热管下管口进入传热管，经过传热管到达出口室沉降分离出来以后，再经过粒子循环管自动地回到流态化底室循环使用。流态化粒子经过传热管流动的过程中，流态化粒子对传热管管壁频繁地碰撞擦洗，实行管内壁污垢的在线、连续、自动清洗和防垢；流态化粒子对热边界层的强烈扰动实现管内对流传热的强化。从导沙孔喷流出来的小股液流u1靠近粒子循环管的下管口，并且其速度u1的方向水平或斜向下，因此对粒子循环管内的粒子起到很好的抽吸淘出、携带扩散、径向输送作用，以此促进粒子循环管下管口处粒子的顺畅流出，有效地防止或避免发生粒子循环管的堵塞现象，提高了长期运行时粒子内循环的可靠性。均布畅流式泡罩的罩盖上设置的纵向布液孔，大大提高了罩盖上方区域的布液量，可以基本上避免强烈涡流的发生，既有利于避免该区域传热管流速过小现象的发生，也有利于从循环管下管口来的粒子继续向外输送和均布。从泡罩裙部大孔出来的大股液流的能量大，可以提高离开泡罩较远的三角中心区域的流量。从泡罩裙部小孔出来的小股液流的能量不大，有效地缓解泡罩连线中点区域两股液流正面冲撞引起的流态化粒子层崎高和该区域传热管管内流速特大的严重不均匀问题。从泡罩裙部小孔出来的小股液流在斜向上的导流片的导流下，具有垂直向上方向的分速度，消除了靠近泡罩裙部周围的传热管下管口处出现抽吸作用的速度场，使这些传热管内的流速普遍提高到接近平均流速，完全避免发生倒流和粒子堵塞的现象。因此，均布畅流式泡罩能够在流态化底室内的形成合理的液流速度场，不仅使粒子循环管下管口的粒子能够顺畅地流出，保障粒子内循环的可靠性，同时使在截面不同部位处的传热管管内液流速度与粒子浓度的均匀性显著提高，比较好地满足这种泡罩板式内循环流态化立式传热装置长期稳定运行的可靠性必须的高度均匀性。附图说明图1是一种泡罩板式内循环流态化立式传热装置的结构方案原理示意图。图2是均布畅流式泡罩安装部位的局部放大图。图3是泡罩板上均布畅流式泡罩之间方位与大孔小孔液流影响关系图具体实施方式以下结合附图1、附图2、附图3对本技术作进一步详细描述。图中的1出口室 2壳体 3传热管 4粒子循环管 5下管板 6传热管下管口 7视镜手孔 8流态化底室 9均布畅流式泡罩 10中心管顶 11导沙孔 12中心管 13罩盖 14纵向布液孔 15大孔 16小孔 17泡罩板 18导流片 19泡罩裙部 20中点区域 21三角中心区域一种泡罩板式内循环流态化立式传热装置，由壳体2、流态化底室8、均布畅流式泡罩9、泡罩板17、传热管3、粒子循环管4、出口室1等构成。传热管3穿过下管板5向下延伸，传热管下管口6插到流态化粒子的上层内。流态化底室8里设置有泡罩板17和均布畅流式泡罩9。均布畅流式泡罩9的罩盖13上有一根中心管12，中心管12的直径只有粒子循环管4直径的1/5～1/2，，在中心管12的上部接近中心管顶10处开设有导沙孔11，导沙孔11为水平方向或斜向下方向，导沙孔11的高度靠近粒子循环管4的下管口，导沙孔11的孔数为2～6；中心本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泡罩板式内循环流态化立式传热装置，由壳体（２）、流态化底室（８）、均布畅流式泡罩（９）、泡罩板（１７）、传热管（３）、粒子循环管（４）、出口室（１）等构成，其特征在于：均布畅流式泡罩（９）的罩盖（１３）上有一根中心管（１２），中心管（１２）的上部开设有２～６个导沙孔（１１），导沙孔（１１）的的方向为水平或斜向下，导沙孔（１１）的高度靠近粒子循环管（４）的下管口，中心管（１２）的直径是粒子循环管（４）直径的１／５～１／２；罩盖（１３）开设有纵向布液孔（１４）；泡罩裙部（１９）开设有径向布液的大孔（１５）和小孔（１６），小孔（１６）的下边缘设置有斜向上的导流片（１８）；大孔（１５）与小孔（１６）间隔排布；均布畅流式泡罩（９）均位于粒子循环管（４）的正下方；粒子循环管（４）的下管口插入流态化沙层的深度比传热管下管口（３）插入流态化沙层的深度大６０ｍｍ以上，与罩盖（１３）保持的距离ｈ为２０ｍｍ～６０ｍｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋少青，俞天兰，彭德其，俞秀民，支校衡，罗健康，吴金香，刘桂英，
申请(专利权)人：株洲工学院帅科机械清洗研究所，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]