[发明专利]组合式换热器及流化床反应器

说明书

技术领域

本发明涉及换热器领域，尤其是涉及一种组合式换热器及流化床反应器。

背景技术

在工业生产中，涉及到需要供热或移热的反应十分常见。为了实现这种供热或移热的反应，换热器得到了广泛的应用。现有的用于流化床反应器的换热器主要有两种，一种为侧向插入式换热器，一种是整体置入反应器内的换热器。

侧向插入式换热器，是将换热器从反应器筒体的侧面平行插入到反应器的内部。这种换热器虽然结构简单，但由于受到反应器筒体内部空间的限定，使其必须被制成不同的规格，这样便增加了换热器的制作难度和使用费用。同时，由于这种换热器在反应器内部分布不均匀，会使得流化床内温度不均匀而造成反应器内的硫化反应不均匀。

整体置入反应器内的换热器，其形状、大小需要与反应器相适配，同时需要克服温升所带来的热应力的影响，相比而言其结构复杂庞大，制作难度大。而且随反应器的变大，换热管束需要不断增长。这便增加了换热介质在换热管束中流动的阻力，影响换热器的换热效果。并且当换热器中的某段换热管束因热应力过大而导致管热管束破裂时，整个换热器就会被迫停止使用。再者，这种整体置入反应器的换热器的检查与维修也十分困难。

发明内容

本发明目的在于提供一种组合式换热器，解决现有换热器换热不均匀、制造难度大，换热效果不理想，热应力影响大，局部损坏便整体停用的问题。

为此，本发明提供了一种组合式换热器，包括：环形进料总管，设有用以通入换热介质的第一进料通道以及多个均匀分布的第一出料通道；环形出料总管，与环形进料总管平行设置，环形出料总管设有用于输出换热介质的第二出料通道以及多个均匀分布的第二进料通道；换热单元阵列，由呈圆周排布的换热单元组成，换热单元阵列中各换热单元皆设有一个进料分管和一个出料分管，进料分管通过第一出料通道连接到环形进料总管，出料分管通过第二进料通道连接到环形出料总管。

根据本发明的进一步改进，环形进料总管的设置高度低于环形出料总管的设置高度。

根据本发明的进一步改进，环形出料总管设置在高于换热单元阵列的位置，环形进料总管设置在低于换热单元阵列的位置。

根据本发明的进一步改进，环形进料总管、环形出料总管以及换热单元阵列可以采用如下排布方式中的任一种：1)环形进料总管与环形出料总管环绕在换热单元阵列的外周侧；2)环形进料总管与环形出料总管设置在换热单元阵列的内周侧；3)环形进料总管环绕在换热单元阵列的外周侧，环形出料总管设置在所述换热单元阵列的内周侧；4)环形出料总管环绕在换热单元阵列的外周侧，环形进料总管设置在换热单元阵列的内周侧。

根据本发明的进一步改进，在1)与2)的排布方式中，环形进料总管与环形出料总管的大小相等或相应。

根据本发明的进一步改进，换热单元包括：支撑件，为至少3根，相互平行地垂直地面设置；多个盘管单元，与支撑件相连，相互平行地排布在支撑件之间，盘管单元包括在同一水平面内连接在相邻的支撑件之间的多个连接件以及固定设置在连接件上的盘管管线；进料分管，用于连接各盘管管线的进口端；出料分管，用于连接各盘管管线的出口端。

根据本发明的进一步改进，盘管管线呈“S”形排布在位于同一水平面内的多根连接件上。

根据本发明的进一步改进，进料分管设置在换热单元中靠近进料总管的一侧，出料分管设置在换热单元中靠近出料总管的一侧。

根据本发明的进一步改进，盘管单元为单层盘管管线结构或相贯通的双层盘管管线结构。

根据本发明的进一步改进，换热器还包括：加强件，连接在位于同一垂直面内相邻的两个连接件之间。

根据本发明的进一步改进，相邻两个盘管单元间的距离为盘管管线管径的2.5-10倍。

根据本发明的进一步改进，同一水平面内所述盘管单元的相邻盘管管线之间的距离为盘管管径的3.5-10倍。

同时，本发明还提供了一种流化床反应器，其配有一组或多组如上的组合式换热器。

根据本发明的更进一步改进，环形进料总管和/或环形出料总管，设置在换热流化床反应器的外侧。

本发明组合式换热器的优点：根据本发明的组合式换热器，换热均匀、制造简单、维护方便，具有换热介质自动回流，热应力自动平衡的特点，同时该组合式换热器还具有局部损坏不会影响整体使用的优点。根据本发明的组合式换热器适用于任意大小的流化床反应器，尤其适合用于容积较大的流化床反应器。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明