三相浆态床取热单元制造技术

本实用新型专利技术提供一种三相浆态床取热单元，包括：立式套管，其底端封闭，顶端具有出口；设置于立式套管内部的下降管，下降管顶部具有入口，底部插入至立式套管的封闭的底端上方；立式套管与下降管之间具有环空隙，以形成允许流体先从中部下降管下降、再从周围环空隙上升的流道；至少一个上升支管，一端从立式套管的下部环空隙中延伸出，另一端汇入立式套管的上部环空隙，以使上升支管与立式套管形成并联上升管路。借此，依靠上升管、下降管工质的密度差推动汽水混合物向上流动，自套管顶端的出口引出，具有取热量高、易实现自然循环冷却的特点，具备节约电耗、系统运行安全可靠、简化操作、结构简单及制造方便等优点。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供一种三相浆态床取热单元，包括：立式套管，其底端封闭，顶端具有出口；设置于立式套管内部的下降管，下降管顶部具有入口，底部插入至立式套管的封闭的底端上方；立式套管与下降管之间具有环空隙，以形成允许流体先从中部下降管下降、再从周围环空隙上升的流道；至少一个上升支管，一端从立式套管的下部环空隙中延伸出，另一端汇入立式套管的上部环空隙，以使上升支管与立式套管形成并联上升管路。借此，依靠上升管、下降管工质的密度差推动汽水混合物向上流动，自套管顶端的出口引出，具有取热量高、易实现自然循环冷却的特点，具备节约电耗、系统运行安全可靠、简化操作、结构简单及制造方便等优点。【专利说明】三相浆态床取热单元
本技术涉及一种换热设备，尤指一种适用于合成油或煤化工过程中取出固、液、气复杂多相剧烈反应热量的设备。
技术介绍
在合成油或煤化工过程中，固、液、气复杂多相剧烈反应会快速而大量产热，高效稳定的取热单元，对于系统温度的控制非常关键，现有技术中多采用强制循环换热设备对三相浆态床进行强制换热。强制循环换热设备应用了高功率循环泵，不仅耗费大量电能，而且运行安全性差，一旦循环泵发生故障，浆态床内会急剧升温，严重者产生安全事故。
技术实现思路
本技术的目的，即是提供一种三相浆态床取热单元，根据冷热流体密度差形成的推动力设计自然循环管路，设备安全可靠的同时能够达到换热量的要求。上述目的，可采用下列技术方案来实现:一种三相浆态床取热单元，包括:立式套管，其底端封闭，顶端具有出口 ；设置于该立式套管内部的下降管，下降管顶部具有入口，底部插入至该立式套管的封闭的底端上方；该立式套管与下降管之间具有环空隙，以形成允许流体先从中部下降管下降、再从周围环空隙上升的流道；至少一个上升支管，该至少一个上升支管的一端从该立式套管的下部环空隙中延伸出，另一端汇入该立式套管的上部环空隙，以使该上升支管与该立式套管形成并联上升管路。如上所述的三相浆态床取热单元，所述上升支管包括引出管段、垂直管段和回流管段，其中所述引出管段和所述回流管段分别与所述立式套管连接，而该垂直管段的轴线平行于所述立式套管的轴线。借此，使得取热单元整体结构更紧凑，密集排布时更利于紧凑摆放。如上所述的三相浆态床取热单元，包括多个上升支管，各上升支管互相间隔地均匀布置在所述立式套管的周围。借此，更利于浆态床一定空间内的均匀换热。如上所述的三相浆态床取热单元，所述多个上升支管的所述垂直管段可以均布在与所述立式套管同轴心的圆柱面上。亦或是，所述多个上升支管的所述垂直管段可以均布在与所述立式套管同形心的长方体的四个侧面上。如上所述的三相浆态床取热单元，在所述立式套管的外壁面设有强化换热的肋片。借此，更提高了立式套管的换热效率。较佳地，所述立式套管的外壁面间隔地且均匀地设有多个所述肋片，各肋片沿套管径向凸出，且沿套管轴向延伸设置。如上所述的三相浆态床取热单元，所述立式套管和套于其内的所述下降管同轴设置，且两管壁之间设置有用于保证二者同轴度的定位板。通过定位板保证立式套管与下降管的同轴度，可以使环空隙内的流体沿周向均匀地分布和流动，避免了某侧因环空隙减小导致流量下降，最终致使该侧的换热效率下降。如上所述的三相浆态床取热单元，所述上升支管的垂直管段与所述立式套管之间设置有用于将该上升支管支撑定位于该立式套管的支撑板。因为本技术的上升支管具有较小的管径，所以设置支撑板固定上升支管可以提高其刚度，避免振动引发的上升支管变形。较佳地，所述支撑板的厚度小于所述上升支管垂直管段的壁厚。通过设置支撑板的厚度小于上升支管垂直段的厚度，使得即使发生变形时，刚度较差的支撑板会首先变形，更间接保护了上升支管。较佳地，所述支撑板与水平方向成一角度设置。将支撑板设置成相对水平方向倾斜，减小了对浆态床内流体的阻力，并产生导流效果。较佳地，所述支撑板与水平方向的角度在8°至10°之间。8°至10°的倾角更利于对浆态床内流体的导流，同时能较佳保证支撑板和上升支管的刚度。如上所述的三相浆态床取热单元，所述多个上升支管的垂直管段与所述立式套管之间均设置有用于将该上升支管支撑定位于该立式套管的支撑板，且其中至少一个支撑板与其它支撑板在所述立式套管的轴线方向上错开布置。借此，减小了对浆态床内流体的局部阻力。如上所述的三相浆态床取热单元，所述立式套管的底端与下降管的底部出口之间的垂直距离为I?1.5倍的下降管直径。借此，利于换热介质的流动，避免套管的底端发生超温及卡阻现象。如上所述的三相浆态床取热单元，所述下降管自顶部入口至底部出口依序具有横置管段和垂直管段，所述立式套管亦对应具有横置管段和垂直管段，其中，所述上升支管设置在该立式套管的垂直管段上，而所述立式套管顶端的出口设置在该立式套管的横置管段的顶部。如上所述的三相浆态床取热单元，具有至少两束所述的立式套管，每束立式套管中都设置有所述的下降管，其中各下降管的上端统一连至一水平集合下降总管，而各立式套管的上端统一连至一水平集合上升总管，所述水平集合下降总管与所述入口连接，所述水平集合上升总管与所述出口连接。如上所述的三相浆态床取热单元，所述水平集合下降总管套于所述水平集合上升总管内，二者同轴线布置，且水平集合下降总管与水平集合上升总管之间具有环空隙，以形成上升通道。借由以上技术方案，本技术的优点和特点在于:1.本技术形成允许流体先从中部下降管下降、再从周围环空隙上升的流道，使取热单元的冷却水首先自下降管顶部的入口引入，依靠重力沿下降管流至立式套管的底部，通过环空隙和分布在立式套管周围的上升支管受热并蒸发产汽，依靠上升管、下降管工质的密度差推动汽水混合物向上流动，具有取热量高、易实现自然循环冷却的特点，具备节约能源、系统运行安全可靠、简化操作、结构简单及制造方便等优点；2.本技术将主上升管设置成包围在下降管外部的套管，如此便保护了下降管内的冷却流体不提前受热，避免造成下降管内的汽水阻力增大，这种设置方式更利于自然循环冷却的流畅性，保护了取热单元不会局部过热；3.本技术将两束或多束管路在器内集合成水平集合上升总管及水平集合下降总管，减少了器壁穿管数量，减小开孔引起器壁的削弱，降低器壁厚度，减少器外管道、阀门数量，特别适用于中、大型的装置。【专利附图】【附图说明】为令本技术的目的、技术手段及技术效果有更完整及清楚的揭露，以下进行详细说明，并请一并参阅附图及部件标号。图1为本技术的取热单元的示意图；图2为图1中A-A线的截面示意图；图3为图2的另一种实施方式；图4为图2的再一种实施方式，其中示出了套管外壁的肋片结构；图5为两组本技术的取热单元在组合状态的示意图。【具体实施方式】首先需要说明的是，本技术中，术语“立式套管”的含义是，套管的轴向为竖直方向。请参阅图1所示，本技术提供一种三相浆态床取热单元，包括:立式套管1，其底端11封闭，顶端具有出口 12 ;设置于该立式套管I内部的下降管2，下降管2顶部具有入口 22，底部插入至该立式套管I的封闭的底端11上方；该立式套管I与下降管2之间具有环空隙10，以形成允许流体先从中部下降管2下降、再从周围环空隙10上升的流道；以及至少一个上升支管3，该至少一个上升支管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相浆态床取热单元，其特征在于，包括：立式套管，其底端封闭，顶端具有出口；设置于该立式套管内部的下降管，下降管顶部具有入口，底部插入至该立式套管的封闭的底端上方；该立式套管与下降管之间具有环空隙，以形成允许流体先从中部下降管下降、再从周围环空隙上升的流道；至少一个上升支管，该至少一个上升支管的一端从该立式套管的下部环空隙中延伸出，另一端汇入该立式套管的上部环空隙，以使该上升支管与该立式套管形成并联上升管路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵景运，焦风岐，张文立，张晶，蒋晓伟，孙树东，
申请(专利权)人：北京石油化工工程有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11