【技术实现步骤摘要】
本技术涉及精细化工生产反应器高温尾气冷却装置，具体而言，涉及一种集箱蛇管式高温气体换热器。
技术介绍
1、众多精细化工产品生产工艺流程中，原料气氧化反应温度高、反应释放热量较大，一部分热量蕴含在高温反应尾气排出反应器系统，温度高达400℃以上，必须经过尾气冷却系统降温后才能进入分离、净化等后续的工艺流程。尾气冷却系统一般包括前冷、后冷却单元，前冷主要为高中温换热，后冷为低温和冷凝换热。
2、目前普遍使用的前冷却器均是管壳式换热器，换热器分为管程和壳程，主要特点是两程间通过管板连接换热管束，为保证换热效果，在管束中设置有多组折流板强化传热，如图8所示。换热器管程和壳程间普遍存在工艺流体(高温尾气)和冷却流体的压差和温差都比较大的问题，高压差需要设计较厚的管板，而高温差又会使厚管板应力增大，且两侧都有可能产生腐蚀、冲刷等问题，因此管板一般很厚，甚至可以达到400mm以上。随着管壳式换热器设计、制造水平不断提高，管板与换热管的连接已有较多种连接方式，包括密封焊+贴胀或者强度焊+贴胀等工艺。管板和换热管连接时一般要同时考虑密封性和强度，因为管板上管口数量巨大、管程壳程参数变化大以及不同制造厂制造水平参差不齐等，依然存在管板深孔加工、封口焊等一系列制造难题。以上各种因素都有可能导致管壳式换热器在运行过程中出现管板与管束连接焊缝裂纹、泄露等诸多问题。
技术实现思路
1、本技术的目的在于提供一种集箱蛇管式高温气体换热器，其采用集箱蛇管组件代替管板部件，解决深孔加工、封口焊接工艺复杂等
2、本技术的实施例是这样实现的：
3、集箱蛇管式高温气体换热器，包括换热容器，换热容器两端分别设置换热气体入口和换热气体出口；还包括集箱蛇管组件，集箱蛇管组件包括蛇管组件和集箱组件；蛇管组件设置于换热容器内，蛇管组件包括平行布置的多个沿换热容器轴向的蛇形管屏，蛇形管屏两端分别为冷却流体入口和冷却流体出口；集箱组件包括与冷却流体入口连接的入口集箱和与冷却流体出口连接的出口集箱；集箱组件设置于换热容器内时，入口集箱、出口集箱分别密封连接且穿设于换热容器；集箱组件设置于换热容器外时，冷却流体入口、冷却流体出口分别密封连接且穿设于换热容器。
4、进一步地，换热容器包括矩形截面的换热容器本体、第一方圆节和第二方圆节；换热气体入口设置于第一方圆节，换热气体出口设置于第二方圆节；集箱组件设置于换热容器内时，入口集箱、出口集箱分别密封连接且穿设于换热容器本体的侧板；集箱组件设置于换热容器外时，冷却流体入口、冷却流体出口分别密封连接且穿设于换热容器本体的侧板。
5、进一步地，冷却流体入口和冷却流体出口通过集箱管接头组件分别连接入口集箱和出口集箱；集箱组件设置于换热容器内时，入口集箱、出口集箱与换热容器本体的侧板焊接或通过膨胀节连接；集箱组件设置于换热容器外时，冷却流体入口、冷却流体出口与换热容器本体的侧板焊接。
6、进一步地，换热容器外壁设置保温层和加强件。
7、进一步地，换热容器下部设置用于与钢构平台连接的支座，换热容器中部设置检修盖。
8、进一步地，集箱蛇管组件沿换热容器轴向设置有至少2组。
9、进一步地，集箱蛇管组件设置有两组，包括靠近换热气体入口的一级集箱蛇管组件和靠近换热气体出口二级集箱蛇管组件，一级集箱蛇管组件中集箱组件设置于换热容器外，二级集箱蛇管组件中集箱组件设置于换热容器内。
10、进一步地，换热容器立式布置，换热气体入口位于换热容器底部，换热气体出口位于换热容器顶部。
11、相对于现有技术，本技术的实施例至少具有如下优点或有益效果：
12、1、本技术换热器的换热容器和集箱蛇管组件结构简单，制作方便，造价低且便于维护。高温气体横掠流道内蛇形管屏，传热系数高且不需增设任何形式的折流板，制造时无穿管操作。工艺侧蛇管流阻与带折流板列管管束相比显著降低，换热效率高。蛇形管屏通过集箱管接头组件与集箱连接，取消了管板，无管板钻孔和封口焊等制造难点，降低管板封口焊泄露风险。无管板厚壁元件、无管板封口焊可提高系统启动速度缩短启动时间。无管板、管束结构可提高冷热流体换热端差，显著提高换热效果，单台设备即可实现能源梯级利用。
13、2、针对现有管壳式换热器深孔加工、封口焊接工艺复杂等制造难题，本技术集箱蛇管式高温气体换热器，换热容器外侧是不接触换热气体或者冷却流体，不存在温差和两面都有工作介质腐蚀/冲刷的问题，仅需考虑内压，因此，换热容器本体侧壁一般比较薄，为20mm左右，不存在深孔加工的问题。
14、当换热气体温度过高(大于450℃)时，要考虑集箱受热的问题，集箱组件设置于换热容器外，由于换热容器本体侧壁较薄，且不存在温差和两面都有工作介质腐蚀/冲刷的问题，蛇形管屏通过焊接结合方式与换热容器本体侧壁连接，工艺简单，且密封结构稳定不易失效。
15、从结构紧凑性考虑，除非换热气体温度过高(大于450℃)，集箱组件可以设置于换热容器内，减少蛇形管穿墙结构，由于换热容器本体侧壁较薄，且不存在温差和两面都有工作介质腐蚀/冲刷的问题，集箱与换热容器本体的侧板焊接或通过膨胀节连接，工艺简单，且密封结构稳定不易失效。
16、3、在高温反应尾气冷却系统中，前冷器的降温区间一般在450-170℃，现有管壳式换热器设计时，为减小管程/壳程温度应力，需要设置两级换热器，虽然降低了换热器设计、制造难度，但是没有从根本上解决管板和封口焊问题。同时，因为增加了设备数量，现场占地面积必将增大，对现场设备布置和管道系统设计也增加了不少难度。本技术集箱蛇管式高温气体换热器，集箱蛇管组件沿换热容器轴向设置有多组，例如设置一级集箱蛇管组件和二级集箱蛇管组件，由于靠近换热气体入口处的气体温度较高，将一级集箱蛇管组件中集箱组件设置于换热容器外，二级集箱蛇管组件中集箱组件设置于换热容器内，高温反应尾气自换热器一端引入，被两级蛇形管屏冷却面冷却器后，低温的反应气自另一端引出，实现多级分段冷却的目的。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.集箱蛇管式高温气体换热器，其特征在于，包括
2.根据权利要求1所述的集箱蛇管式高温气体换热器，其特征在于，所述换热容器(1)包括矩形截面的换热容器本体(11)、第一方圆节(12)和第二方圆节(13)；所述换热气体入口(14)设置于第一方圆节(12)，所述换热气体出口(15)设置于第二方圆节(13)；所述集箱组件(22)设置于换热容器(1)内时，所述入口集箱(221)、出口集箱(222)分别密封连接且穿设于所述换热容器本体(11)的侧板；所述集箱组件(22)设置于换热容器(1)外时，所述冷却流体入口、冷却流体出口分别密封连接且穿设于所述换热容器本体(11)的侧板。
3.根据权利要求2所述的集箱蛇管式高温气体换热器，其特征在于，所述冷却流体入口和冷却流体出口通过集箱管接头组件(23)分别连接入口集箱(221)和出口集箱(222)；所述集箱组件(22)设置于换热容器(1)内时，所述入口集箱(221)、出口集箱(222)与换热容器本体(11)的侧板焊接或通过膨胀节连接；所述集箱组件(22)设置于换热容器(1)外时，所述冷却流体入口、冷却流体出口与所述换热容器本
4.根据权利要求1所述的集箱蛇管式高温气体换热器，其特征在于，所述换热容器(1)外壁设置保温层(16)和加强件(17)。
5.根据权利要求1所述的集箱蛇管式高温气体换热器，其特征在于，所述换热容器(1)下部设置用于与钢构平台连接的支座(18)，所述换热容器(1)中部设置检修盖(19)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的集箱蛇管式高温气体换热器，其特征在于，所述集箱蛇管组件(2)沿换热容器(1)轴向设置有至少2组。
7.根据权利要求6所述的集箱蛇管式高温气体换热器，其特征在于，所述集箱蛇管组件(2)设置有两组，包括靠近换热气体入口(14)的一级集箱蛇管组件(2)和靠近换热气体出口(15)二级集箱蛇管组件(2)，所述一级集箱蛇管组件(2)中集箱组件(22)设置于换热容器(1)外，所述二级集箱蛇管组件(2)中集箱组件(22)设置于换热容器(1)内。
8.根据权利要求7所述的集箱蛇管式高温气体换热器，其特征在于，所述换热容器(1)立式布置，所述换热气体入口(14)位于所述换热容器(1)底部，换热气体出口(15)位于所述换热容器(1)顶部。
...【技术特征摘要】
1.集箱蛇管式高温气体换热器，其特征在于，包括
2.根据权利要求1所述的集箱蛇管式高温气体换热器，其特征在于，所述换热容器(1)包括矩形截面的换热容器本体(11)、第一方圆节(12)和第二方圆节(13)；所述换热气体入口(14)设置于第一方圆节(12)，所述换热气体出口(15)设置于第二方圆节(13)；所述集箱组件(22)设置于换热容器(1)内时，所述入口集箱(221)、出口集箱(222)分别密封连接且穿设于所述换热容器本体(11)的侧板；所述集箱组件(22)设置于换热容器(1)外时，所述冷却流体入口、冷却流体出口分别密封连接且穿设于所述换热容器本体(11)的侧板。
3.根据权利要求2所述的集箱蛇管式高温气体换热器，其特征在于，所述冷却流体入口和冷却流体出口通过集箱管接头组件(23)分别连接入口集箱(221)和出口集箱(222)；所述集箱组件(22)设置于换热容器(1)内时，所述入口集箱(221)、出口集箱(222)与换热容器本体(11)的侧板焊接或通过膨胀节连接；所述集箱组件(22)设置于换热容器(1)外时，所述冷却流体入口、冷却流体出口与所述换热容器本体(11)的侧板焊接...
【专利技术属性】
技术研发人员：臧平伟，李由，季敏东，郝利军，周松锐，金姗，邓硕，苏畅，黄敏，曾令午，
申请(专利权)人：东方电气集团东方锅炉股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。