[發明專利]帶有旁路的殼管式設備

有效

• 申請號: 201880050476.2
• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN110914630B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: G.瑪南蒂
• 申請（專利權）人: 阿法拉伐奧米有限公司
• 主分類號: F28F27/02
• 分類號: F28F27/02;F28D7/06;F28D7/10;F28D7/16;F28D21/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 危凱權;王麗輝

殼管式設備包括：用于待冷卻的第一流體的入口通道、用于冷卻的第一流體的出口通道、多個管束管、至少一個管板、包圍管束管的殼，以及用于將冷卻的第一流體的出口溫度控制在目標值處的旁路系統。旁路系統包括安裝在出口通道內側的箱。箱設有開口或導管、調節閥和箱管板。箱還設有旁路卡口管。每個卡口管從箱管板延伸到管束管的第一開放端與第二開放端中間的點，且部分地插入對應的管束管中，以便在每個管束管與對應的卡口管中間形成環形間隙。

技術領域

本發明涉及一種殼管式設備，且更特別地涉及一種工藝氣體冷卻器或PGC。

背景技術

工藝氣體冷卻器是安裝在化學反應器的下游的特殊熱交換器。工藝氣體冷卻器接收高溫和高壓下的工藝氣體，且借助于冷卻流體來提供用于氣體冷卻，該冷卻流體可為汽化水、過冷水、蒸汽或任何其它液體或氣體。通常，工藝氣體包含可腐蝕或侵蝕高溫和高壓下的標準結構鋼的化學物質，比如一氧化碳、氫和氨。工藝氣體的一些示例是從蒸汽甲烷重整反應器、自熱重整反應器、高溫水變換反應器和氨合成反應器排出的那些。

最多數的工藝氣體冷卻器是殼管型熱交換器，帶有直的或U形類型的管，且可豎直或水平安裝。熱工藝氣體可在管側或殼側上分配。如果氣體在管側上流動，冷卻流體在殼側上流動；在冷卻流體為汽化水的情況下，它優選地在自然循環下流動。由于嚴峻且特定的工況，工藝氣體冷卻器通常具有特征在于特殊管束布局、殼側擋板構造和結構材料的設計。

由于工藝氣體經歷化學合成，工藝氣體冷卻器出口處的氣體溫度通常必須保持在恒定值處。結果，許多工藝氣體冷卻器的主要操作問題是控制氣體出口溫度以克服熱交換性能的波動。例如，交換表面上的污垢增長可顯著地增加熱傳遞阻力，且因此減小工藝氣體的冷卻。而且，負載的改變和調低操作可導致偏離標稱操作條件，帶有對氣體出口溫度的影響。最后，關于上游和下游設備的計劃外問題可迫使設備在不同的操作條件下工作。

當必須控制出口氣體溫度時，工藝氣體冷卻器通常配備有旁路系統，該旁路系統允許繞過工藝氣體的一部分，以便改變傳遞到冷卻流體的熱量。因此，熱工藝氣體分成平行布置的兩股流。一股流(“旁路流”)不參與或不完全參與熱交換，而另一股流(“主流”)參與熱交換。在熱交換之后，兩股流在不同溫度下，且重新組合和混合。如果組合流或出口工藝氣體的溫度不在目標值處，旁路系統允許分別改變主流和旁路流的量。

在圖1和圖2中，示出兩個典型的工藝氣體冷卻器，其在管側上帶有工藝氣體且帶有旁路系統。這些工藝氣體冷卻器代表相應技術領域中的現有技術。

工藝氣體冷卻器100包括：入口通道102，其中熱工藝氣體104進入工藝氣體冷卻器100中；出口通道106，其中冷卻的工藝氣體108從工藝氣體冷卻器100離開；入口管板110，入口管板110液壓地連接到入口通道102；以及出口管板112，出口管板112液壓地連接到出口通道106。工藝氣體冷卻器100還包括：多個管114，該多個管114在它們的端部處連接到管板110和112且使入口通道102和出口通道106連通；以及殼116，殼116包圍管114且連接到入口管板110和出口管板112。在備選的可能布置中，殼116可連接到入口通道102和出口通道106。在該情況下，入口管板110和出口管板112分別連接到入口通道102和出口通道106或連接到殼116。對管側提供多個入口噴嘴118和出口噴嘴120，而對殼側提供多個入口噴嘴和出口噴嘴122。