一种管程混合进料的多联换热器的制作方法

本发明涉及石化装备，具体涉及一种管程混合进料的多联换热器。

背景技术：

1、管壳式换热器又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料(主要是金属材料)制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型。

2、后来出现了多联换热器，如申请号为202311256386.8的中国专利申请文献公开的一种无中间管箱的多联换热器，包括依次串联的多段换热模块，每段换热模块包括管壳和位于管壳中的管束，管束包括位于管壳两端部的管板、位于管壳内的多条换热管、安装在管壳内支持多条换热管的折流板与折流杆、以及连接管板与折流板、折流杆的拉杆；相邻两段换热模块的换热管的端部焊接固定于对应管板的管孔，相邻两个换热模块的管板相互直接固定且彼此换热管相接驳连通。相邻两段管束之间管程的连接没有通常的管箱作为过渡结构，显著提高了两块管板及其所在管束的整体强度和整体刚度，节省了设备空间和建造成本，降低了管程介质进入和离开中间管箱的能耗，具有结构简单、质量高及使用寿命长的特点。

3、常规的管程输入管箱，只设有单一的物料输入管。而对于某些石化工艺中，管程需要将气液混合后再流入换热管。如果在管箱设置多个入口，直接把液相物料和气相物料输入管箱中，气液混合极其不均匀，影响后续的换热效率。

4、对于管程的气液混合物料输入，后来出现了如申请号为202322868870.8的中国专利文献所公开的一种带气液两相分布的高效换热器，包括壳体、管束、下管箱、上管箱，其中，壳体的上端设有壳程物料进口，下端设有壳程物料出口，并且壳体通过上管板和下管板分别与上管箱和下管箱相连；管束由换热管组成，换热管通过拉杆、折流板、定距管固定在壳体中；下管箱包含气相管箱和液相管箱，气相管箱设置管程气相进口，液相管箱设置管程液相进口，液相管箱和气相管箱之间设置有气液相分隔管板，液相管箱中设置液相分布板，气相管箱通过气相分布管与换热管相连通；上管箱上端设置管程物料出口。管程进口将气液两相分开进入，有利于保证气液两相充分混合。

5、该现有技术的气相管箱通过气相分布管与换热管相连通，气相分布管与换热管是一一对应的，且气相分布管可以内伸换热管的下端20～200mm的距离，气相分布管与换热管之间的环隙可以提供液相进入换热管的通道。管程气相物料由管程气相进口进入，然后经过气相分布管分布进入换热管；管程液相物料由管程液相进口进入，经过液相分布板分布，之后再经气相分布管与换热管之间的环隙进入换热管，然后气液两相进行混合。

6、上述现有技术存在待优化之处：

7、换热管内伸换热管，依靠气相分布管与换热管之间的环隙来供液相进入，①气相分布管阻挡了换热管的入口，且环隙较小，阻碍液相进入的流量；②安装时难以保障气相分布管在换热管内完全居中，环隙不均匀而影响气液混合均匀性；③气相分布管位于换热管内的节段径向无支撑，容易抖动引起其端部变形，进而影响气相流出；④气相分布管过于深入换热管，尤其是当气相分布管延伸到壳程时，气液相在处于壳程的换热管中才混合，换热管中有一节的液相未与气相混合就经由管壁与壳程介质换热，这一节的气相分布管被环隙的液相阻隔而未能与壳程换热，影响与壳程介质的换热。

技术实现思路

1、针对现有技术存在上述技术问题，本发明提供一种管程混合进料的多联换热器。

2、为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

3、提供一种管程混合进料的多联换热器，包括依次串联的多段换热模块，每段换热模块包括管壳和位于管壳中的管束，不同的换热模块的管束相连通，管壳设置有壳程出口和壳程入口；位于两端的换热模块分别连接有管程输入模块和管程输出模块；

4、管程输入模块包括依次布置的主筒体、液相管箱和气相管箱，位于主筒体和液相管箱之间设置有主管板，位于液相管箱与气相管箱之间设置有副管板，从而使主筒体与主管板共同围成壳程，液相管箱、主管板和副管板共同围成液相腔室，气相管箱与副管板围成气相腔室；

5、壳程中设置有并列布置的多条换热管，多条换热管的端部固定于主管板且连通液相腔室，液相管箱的侧壁设有管程液相入口，气相管箱设置有管程气相入口；液相腔室设置有一一对应换热管的多条气相分布管，气相分布管的一端部固定于副管板且连通气相腔室；其特征是：

6、气相分布管的另一端部靠近对应换热管的端口且留有预设距离，且该端部连接有定位件，换热管的端口和/或主管板在径向对定位件限位，定位件留有缺口，从而使换热管、液相腔室和气相分布管相连通。

7、作为进一步可选技术方案，换热管的端口穿出主管板的侧面，定位件嵌在换热管中且抵紧其内壁。

8、作为进一步可选技术方案，换热管的端口回缩在主管板的管孔内，定位件嵌在主管板的管孔内且抵紧其内壁，或定位件同时抵紧主管板的管孔以及换热管的内壁。

9、作为进一步可选技术方案，气相分布管的端口与换热管之间的距离为10mm～50mm。

10、作为进一步可选技术方案，定位件包括金属材质的多块支承片，多块支承片绕气相分布管的周向分隔布置，从而在相邻两块支承片之间留出所述缺口，且多块支承片抵住换热管的端口内壁/主管板的管孔内壁。

11、作为进一步可选技术方案，定位件包括第一卡环、第二卡环和多根衔接条，多根衔接条分隔布置留出所述缺口且其两端分别固定第一卡环和第二卡环，第一卡环摩擦配合地嵌入换热管或主管板的管孔，第二卡环连接气相分布管。

12、作为进一步可选技术方案，液相管箱内设置有折流板和支撑板，多条气相分布管穿设于折流板和支撑板。

13、作为进一步可选技术方案，管程液相入口的数量为两个以上，且两个以上的管程液相入口绕液相管箱的周向分布。

14、作为进一步可选技术方案，液相管箱的对应管程液相入口之处设置有缓冲挡板。

15、作为进一步可选技术方案，主筒体、主管板、液相管箱、副管板、气相管箱和管程气相入口同轴布置。

16、本发明的有益效果：

17、本发明的一种管程混合进料的多联换热器，使用时，液相物料从管程液相入口进入到液相腔室中，气相物料从管程气相入口进入气相腔室再流到各条气相分布管，然后进入液相腔室。气液相物料在液相腔室的靠近换热管的位置混合共同进入换热管中，气液混合物料在换热管行进中与壳程介质经由管壁换热。其中少部分气相物料从定位件的缺口进入液相腔室预热液相物料。与现有技术相比：

18、①气相分布管与换热管之间保留距离，因此气相分布管对换热管入口的阻挡小，在液相腔室内的压力下以及气相物料的吸力驱动下，气液相能够更顺畅、更均匀混合地进入换热管；

19、②通过定位件来对气相分布管在径向限位，定位件留有缺口供液相物料通过，相比现有技术的环隙通道，液相物料更容易通过；

20、③换热管的端口和/或主管板在径向对定位件限位，而定位件连接气相分布管，因此气相分布管的端部稳定，且不容易被物料冲击震动，延长了设备的使用寿命；

21、④液相物料在进入换热管的瞬间与气相物料混合，如此在整条换热管内流动的均是混合后的物料，保障了壳程的换热效率。

22、需要说明的是，关于本案的创造性，最接近的现有技术已明确告知气相分布管是内伸换热管的下端且给出了明确的内伸范围，无创造力的本领域技术人员没有动机反其道而行之改为令气相分布管不伸入换热管。而只要气相分布管伸入换热管，不管伸入程度大小，气液相必然在进入换热管之后才在管内高速行进中才混合，达不到本技术气液两相在进入换热管时/之前就混合的效果。因此本技术相对以上现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步。