阅读说明：本技术 一种卧式多联管束重油换热器 (Horizontal multi-connected tube bundle heavy oil heat exchanger ) 是由 陈韶范 赵国栋 解德甲 张型波 张斯亮 侯岩 马一鸣 马金伟 冯栩迟 徐殿寿 于 2019-11-21 设计创作，主要内容包括：一种卧式多联管束重油换热器,包括前端封头、壳体、多联管束,所述前端封头与壳体一端可拆卸连接,壳体另一端与后端封头固定连接形成卧式结构；多联管束密封贯穿前端封头进入壳体内部下方并浸没在壳体的介质中,该壳体上方腔体内设有蒸发空间；所述多联管束由多组单管束通过弯头首尾密封连接形成整体串联的连通通道。本发明是一种可清理、密封可靠、管束方便拆卸,可解决高粘度流体冷却过程中频繁堵塞问题,实现回收利用高粘度重油余热产生高品质蒸汽的新型管壳式换热器。(A horizontal multi-connected tube bundle heavy oil heat exchanger comprises a front end head, a shell and a multi-connected tube bundle, wherein the front end head is detachably connected with one end of the shell, and the other end of the shell is fixedly connected with a rear end head to form a horizontal structure; the multi-connected tube bundle penetrates through the front end sealing head in a sealing manner, enters the lower part of the inner part of the shell and is immersed in a medium of the shell, and an evaporation space is arranged in a cavity above the shell; the multi-connected tube bundle is formed by connecting a plurality of groups of single tube bundles in a sealing way end to end through elbows to form a communication channel which is integrally connected in series. The novel shell-and-tube heat exchanger can be cleaned, is reliable in sealing, is convenient for tube bundle disassembly, can solve the problem of frequent blockage in the cooling process of high-viscosity fluid, and realizes the purpose of recycling the waste heat of high-viscosity heavy oil to generate high-quality steam.)

一种卧式多联管束重油换热器

技术领域

本发明涉及管壳式换热器技术领域，具体涉及一种卧式多联管束重油换热器。

背景技术

在石油加工炼制过程中，常有高温重质油产生，为回收高温重质油余热并满足后续加工过程或储存的要求，需要对其进行降温处理。热交换设备是化工过程中常见的热量回收及热量传递的重要设备。换热器通过壳程除氧水与管程高温重质油热量交换，使管内重质油温度冷却到要求温度，壳程除氧水气化进入蒸汽管网。

这种重质油不仅含有催化剂粉尘等固体机械杂质，还具有比重大、黏度高、低温流动性差等特性。当换热管内重油流速过高时，一方面系统动力损会增大，管内流动出现死区；另一方面催化剂粉尘和固体机械杂质会对设备管壁造成严重地冲蚀，这些都将造成管内结焦堵塞、管外结垢等危害。最终导致换热通道堵塞，换热器检修频繁,检维修成本高。

目前，工程上这种高温重质油通常采用水箱冷却处理。水箱的结构简单，管道的直径较大，采用盘管结构，热介质在管道内流动不容易产生死区，但是因为管内较低的流速导致传统的水箱传热效率较低、换热面积大、设备投资多，并且换热产生的热量没有得到很好的回收利用，大量的水汽散发到大气中无法回收。这样不仅消耗了大量水资源，还对环境造成了污染。

因此，发明一种结构紧凑、节省占地、管程不易堵塞，管束易于清理、装卸方便、检维修操作简单的重油换热器是十分必要的。

发明内容

本发明提供一种用于回收高粘度重油余热的卧式多联管束重油换热器，解决因管内重油结焦，经常造成换热管堵塞，管束清理需打开换热器管箱整台管束抽出清理的不便。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种卧式多联管束重油换热器，包括前端封头、壳体、多联管束，所述前端封头与壳体一端可拆卸连接，壳体另一端与后端封头固定连接形成卧式结构；多联管束密封贯穿前端封头进入壳体内部下方并浸没在壳体的介质中，该壳体上方腔体内设有蒸发空间；所述多联管束由多组单管束（4）通过弯头首尾密封连接形成整体串联的连通通道。

所述单管束由若干换热管及其两端的管板连接构成，单管束的前端穿出前端封头，该穿出前端封头的多组单管束处套设连接管，该连接管一端和前端封头密封连接，另一端和单管束的管板密封连接。

所述多联管束由多组单管束通过弯头首尾密封连接形成整体串联的蛇形或U形连通通道。

所述弯头由两端的异形接头和180°弯管连接而成；两端的异形接头和单管束的管板密封连接。

所述180°弯管流通截面积Sa与单管束换热管总流通面积Sb相等，即Sa=Sb。

本发明设计的多联管束结构，由于其内的各单管束质量轻，清理时可单独拆除，抽出壳体；而且可提高重油流速，保证各单管束各流通截面流速相等。拆卸多联管束时，其各组单管束拆开与前端封头以及相连单管束之间的密封连接，就可整体独立拆卸抽出壳体，方便清理更换，节约运行维护成本，采用与单管束换热管总流通面积相等的弯头，避免管内重油流动出现水力学死区，防止管内流速过低而导致换热不均匀使管内重油结焦堵塞。 本发明密封可靠、管束方便拆卸，结构紧凑，占地面积小，能有效回收高粘度重油余热。解决了高粘度流体冷却过程中频繁堵塞问题，是实现回收利用高粘度重油余热产生高品质蒸汽的新型管壳式换热器。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的单管束抽离壳体示意图

图3是本发明多联管束的结构示意图；

图4是图1中A向示意图；

图5是本发明的单管束连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图4所示，一种卧式多联管束重油换热器，包括前端封头1、壳体2、多联管束3。前端封头1与壳体2一端与采用可拆卸连接，壳体2另一端与后端封头焊接连接形成卧式结构；采用卧式结构一来便于壳体内部单管束抽出壳体维修，可水平方向上操作，二来可以降低设备安装高度，提高设备稳定性。多联管束3贯穿前端封头1进入壳体2内部下方并浸没在壳体2的介质中，该壳体2上方腔体内设有蒸发空间；蒸发空间是指用于提高壳程介质气化效率而设置的气化空间，空间的大小为壳体2内腔体积与多联管束3体积和壳体内部介质体积之差。多联管束3介质进出口位于同一侧，设置在前端封头1外侧，拆开壳体2与前端封头1的连接法兰，多联管束3随前端封头1整体抽出壳体2，可实现整体多联管束3的清理更换。所述多联管束3由多组单管束4通过弯头7首尾密封连接形成整体串联的蛇形或U形连通通道。

所述单管束4由若干换热管5及其两端的管板6连接构成，单管束4的前端穿出前端封头1，该穿出前端封头1的多组单管束4处套设连接管8，该连接管8一端和前端封头密封连接，另一端和单管束4的管板密封连接。单管束成为一个独立的换热单元，外部通过弯头连接到多联管束中，需要清理维修时可拆除弯头及连接管，单管束便可隔离出来，单独抽出壳体进行清理维修，加之单管束4质量轻，安装拆卸方便，换热管5数量适宜，管间无遮挡，去污方便，清理无死区。可大大减少维护费用，降低现场工作难度。连接管的设置避免单管束与前端封头直连，便于单管束拆卸，安装，并且通过设置连接管对封头开孔处进行面积补强，降低开孔处应力水平。

连接管8数量与单管束4数量相等，各单管束4穿出前端封头的部分由对应安装的连接管8密封。

所述弯头7由两端的异形接头9和180°弯管10连接而成；两端的异形接头9和单管束4的管板密封连接。所述180°弯管10流通截面积Sa与单管束4换热管总流通面积Sb相等，即Sa=Sb。保证介质在整个多联管束3各处的流速相当，避免管内重油流动出现水力学死区，防止管内流速过低而导致换热不均匀使管内重油结焦堵塞。

所述异形接头9和单管束4的管板之间的密封连接为焊接密封连接、法兰密封连接或螺纹密封连接。对于严禁重油泄露，防止污染壳体介质时，壳体内部单管束采用焊接密封连接，壳体外部及不考虑重油泄露时采用法兰连接或螺纹连接，便于拆卸安装，减少现场工作量。

所述前端封头1和后端封头的结构为椭圆形封头，球形封头，球冠形封头、锥形封头或平盖。满足装置工艺需求、设备强度需要、安装空间限制等原因，选择不同类型的封头。