專利名稱：管程內(nèi)循環(huán)液固流態(tài)化傳熱裝置的制作方法
一種管程內(nèi)循環(huán)液固流態(tài)化立式傳熱裝置，適用于石油、化工、動力、造紙、制鹽、制冷、制藥、食品等工業(yè)部門的立式傳熱設備。
管程內(nèi)循環(huán)液固流態(tài)化傳熱裝置較早的報道見于專利文獻GB2、014、717、DE3144863、DS4398594，最近的專利文獻EP0228142、EP0228144，傳熱裝置工作運行時，管程液體自下而上經(jīng)入口室[9]和分布板[8]進入底部流化室[12]，使固體粒子流態(tài)化，固體粒子隨液體一起進入上升管[3]，通過湍流及固體粒子與管內(nèi)壁碰撞刮擦起到自動除垢防垢和強化傳熱的作用，固體粒子到達出口室[1]后再通過循環(huán)管[5]返回底部流化室[12]形成內(nèi)循環(huán)。這種結構采取篩孔式分布板，循環(huán)管[5]下管口低于上升管[3]下管口與分布板[8]間保持一段距離等措施，但會產(chǎn)生固體粒子回送慢，固體粒子聚積在出口室而底部流化室粒子不足，或者產(chǎn)生上升管和循環(huán)管的液體倒流，降低傳熱效果，同時上升管下端與下管板聯(lián)接制造困難。
本發(fā)明旨在研制一種使循環(huán)管內(nèi)隨粒子夾帶的回流液量少而又能使固體粒子較快地回送到底部流化室，傳熱管內(nèi)不發(fā)生液體倒流，便于制造，操作簡便，運行穩(wěn)定，能在線連續(xù)自動除垢防垢和強化傳熱的管程內(nèi)循環(huán)液固流態(tài)化立式傳熱裝置。


圖1是傳熱裝置結構示意圖。傳熱裝置由入口室[9]、分布板[8]、固體粒子、底部流化室[12]、殼體[15]、安裝在上管板[16]和下管板[14]上的許多上升管[3]和若干循環(huán)管[5]、出口室[1]等構成，循環(huán)管[5]下管口低于上升管[3]下管口并與分布板[8]保持一段距離，在上升管[3]上管口內(nèi)裝有起勻穩(wěn)作用的節(jié)流圈[2]，這樣上升管[3]上管口的截面顯然小于上升管[3]的橫截面，上升管[3]內(nèi)流體向上流動的速度在此加快，使該處流速明顯高于粒子的沉降速度，有效地防止粒子向上升管[3]的倒流，從而使粒子順循環(huán)管[5]下降聚積，實現(xiàn)粒子回送而夾帶液體少的目的。
本發(fā)明的傳熱裝置的分布板[8]可采用篩孔式結構，分布板[8]上均布許多篩孔[7]，篩孔[7]的孔徑是固體粒子粒度的1～5倍為好，分布板[8]上對應循環(huán)管[5]下方大于循環(huán)管[5]內(nèi)徑的區(qū)域內(nèi)不開篩孔，這樣可減少液體對循環(huán)管[5]下管口的沖擊壓力，加速固體粒子的回送。同時為更有效地加快固體粒子的回送，在分布板[8]上對應循環(huán)管[5]下方的不設篩孔的區(qū)域上安裝導流件[6]，圖2是帶導流件篩孔式分布板局部結構示意圖，導流件[6]上面為一個面，不設孔，中部或下部在水平方向或稍傾斜的方向開若干孔作為導沙孔[19]，導沙孔[19]又通過導流件[6]下面的分布板[8]上開孔而與入口室[9]相通，管程液體可通過導沙孔[19]平向噴向底部流化室[12]帶走沉積的固體粒子，從而加快粒子回送，導流件[6]上面可為曲面、錐面，但以平板為好，尺寸以等于或稍大于循環(huán)管[5]的外徑為佳。
圖3是采用泡罩式分布板的傳熱裝置下部結構示意圖，這種結構在管程液體含有可能阻塞分布板上篩孔的雜物或有可能在篩孔結垢引起堵塞時應用效果更好。在分布板[8]上對應循環(huán)管[5]下方的位置設置泡罩[20]，泡罩[20]的邊沿做成鋸齒形，管程液體從泡罩[20]下入口進入從邊沿齒孔噴出達到均勻分布，為保證液體均勻流化，泡罩[20]的直徑一般應為該泡罩應負擔的分布板面當量圓直徑的0.5～0.75倍，同時泡罩[20]上面開若干與下面連通的導沙孔[21]，均布在對應循環(huán)管[5]下方稍大于循環(huán)管外徑的圓周上，可加速固體粒子的回送。由于泡罩結構原因，流態(tài)化液體攪動相當劇烈，不宜直接進入上行管[3]，而應在循環(huán)管[5]下管口與上升管[3]下管口之間的橫截面上安裝一橫板[22]，橫板[22]均勻地開有許多固體粒子可較順利地通過的孔徑大于一倍粒子粒度的孔[23]，起均勻穩(wěn)定作用。
圖4是節(jié)流圈的結構示意圖。為降低流動阻力，節(jié)流圈[2]應做成兩端壁薄，中間壁厚，成圓滑形，其壁最厚處偏向下端，節(jié)流圈[2]上端做成凸出狀作為裝卸肩[24]，便于安裝定位和拆卸施力，外壁設有翅片或齒圈[25]防止脫落，在節(jié)流圈[2]下端縱向開有縫隙[26]而便于安裝。
為解決下管板[14]與上升管[3]的聯(lián)接困難，上升管[3]下端可做成插接形式的可拆卸的插接管[4]，圖5是上升管下端插接管的結構示意圖，插接管[4]被插在上升管[3]中部下端口上，插入段有翅片或齒圈[28]，上口升有縱向縫隙[27]，并在管上設有凸出管圈的裝卸肩[29]，插接管[4]下管口為平口或斜口，其側壁上開有若干個孔[30]，可減少入口處的流體阻力，防止阻塞，提高穩(wěn)定性。節(jié)流圈[2]和插接筒[4]可選擇塑料、橡膠等材料，以降低成本。
為便于觀察和操作，可在殼體上，如出口室[1]和底部流化室[12]的外殼上，設置測壓孔[10][18]和視鏡[13][17]。為便于固體粒子的裝添和卸出，可在外殼體設卸沙口[11]。
本發(fā)明的優(yōu)點是循環(huán)管回送固體粒子快且回液量少，抗倒流能力強，制造簡單，能有效地提高管程傳熱系數(shù)，運行穩(wěn)定、操作調(diào)控簡便，能實現(xiàn)在線、連續(xù)、自動除垢防垢和強化傳熱。
本發(fā)明在1根Φ25×2.5的循環(huán)管，28根Φ25×2.5×4200的上升管，雙層排列的長方形截面(100×500)殼體的裝置上，管內(nèi)公質(zhì)為冷卻水，固體粒子用6-8目的河沙，管外為水蒸汽的條件下運行，流體阻力低、在76mmHg柱以下，傳熱系數(shù)提高38～61%，穩(wěn)定運行的流速范圍為0.24-0.40m/s，操作彈性范圍大。
權利要求
1.一種管程內(nèi)循環(huán)液固流態(tài)化立式傳熱裝置，由入口室、分布板、固體粒子、底部流化室、殼體、安裝在上管板和下管板上的許多根上升管和若干根循環(huán)管、出口室等構成，循環(huán)管下管口低于上升管下管口并與分布板保持一段距離，其特征在于上升管上管口內(nèi)裝有節(jié)流圈。
2.根據(jù)權利要求1的傳熱裝置，其特征在于分布板采用篩孔式結構，分布板上均布許多篩孔，而對應循環(huán)管下方大于循環(huán)管內(nèi)徑的區(qū)域內(nèi)不設篩孔。
3.根據(jù)權利要求2的傳熱裝置，其特征在于分布板上對應循環(huán)管下方的不設篩孔的區(qū)域上安裝導流件，導流件上面為一個面，中部或下部按水平或稍傾斜向底部流化室開有若干導沙孔，導沙孔通過導流件下面分布板上的開孔與入口室相通。
4.根據(jù)權利要求2、3的傳熱裝置，其特征在于分布板上均布的篩孔孔徑為固體粒子粒度的1-5倍。
5.根據(jù)權利要求1的傳熱裝置，其特征在于分布板采用泡罩式結構，分布板上對應循環(huán)管下方位置設有泡罩，泡罩直徑為該泡罩應負擔的分布板面當量圓直徑的0.5～0.75倍，泡罩上面開有若干與下面連通的導沙孔，均布在對應循環(huán)管下方稍大于循環(huán)管外徑的圓周上，泡罩的邊沿做成鋸齒形，循環(huán)管下管口與上升管下管口之間的橫截面上安裝一橫板，橫板上均勻地開有許多固體粒子可較順利地通過的孔徑大于一倍粒子粒度的孔。
6.根據(jù)權利要求1-5的傳熱裝置，其特征在于上升管下部為可拆卸的插接管，被插在上升管中部下端口上，插入段有翅片或齒圈以及縱向縫隙，并設有凸出管周的裝卸肩，插接管下管口為平口或斜口，其側壁上開有若干個孔。
7.根據(jù)權利要求1-6的傳熱裝置，其特征在于節(jié)流圈兩端壁薄，中間壁厚，成圓滑形，壁最厚處偏向下端。
8.根據(jù)權利要求1-7的傳熱裝置，其特征在于節(jié)流圈外壁有翅片或齒圈，下端有縱向細縫隙，上端有凸出外壁的裝卸肩。
9.根據(jù)權利要求1-8的傳熱裝置，其特征在于殼體上設有測壓孔和視鏡。
全文摘要
一種管程內(nèi)循環(huán)液固流態(tài)化傳熱裝置，廣泛用于化工、石油、動力、造紙、食品、制鹽、制藥等工業(yè)生產(chǎn)部門的加熱、冷卻、蒸發(fā)用的傳熱設備中。本發(fā)明通過在傳熱管內(nèi)裝節(jié)流圈，采用篩孔式或泡罩式分布板，傳熱管下端采用插接形式等技術措施，使固體粒子回送快，具有較顯著的強化傳熱效果，能實行在線連續(xù)自動除垢防垢，流體阻力低，操作彈性范圍大，運行穩(wěn)定可靠。
文檔編號F28D7/16GK1066326SQ9110668
公開日1992年11月18日 申請日期1991年4月27日 優(yōu)先權日1991年4月27日
發(fā)明者俞秀明, 吳金香, 劉吉普 申請人:湘潭大學