专利名称：管壳式换热器和具有该换热器的重油催化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种换热器，更具体地，涉及一种管壳式换热器。本实用新型还涉及一种具有该换热器的重油催化装置。
背景技术：
管壳式换热器广泛应用于石油化工、电力、环保等工业领域。管壳式换热器通常包括管箱、管板、壳体、多个折流板、多个换热管、拉杆和定距管等，换热管设置在壳体内，并且端部固定在管板上。例如，重油催化装置中的循环油浆蒸汽发生器就是一种管壳式换热器， 是装置节能的关键设备。该设备通过壳程蒸汽和管程循环油浆的热交换，实现降低循环油浆的温度，形成分馏塔的温差分布，且壳程产生低压蒸汽，达到节能的目的。但是在使用过程中常常发生严重的泄漏而导致换热效果不佳，蒸汽量少，主要原因是换热管与管板的连接头部分以及管板的管桥处发生多处裂纹，在严重的地方裂纹甚至贯穿管桥。也就是说，现有的管壳式换热器具有容易损坏的缺点。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种不易损坏的管壳式换热器。为了实现上述目的，本实用新型提供一种管壳式换热器，该管壳式换热器包括壳体和设置在该壳体内的管板及多个换热管，该多个换热管的两端分别固定在管板上，其中， 所述换热管的至少一部分的管径沿轴向变化。优选地，所述换热管选自以下各项中的一者或者多者的组合横纹管、缩放管、正弦管、波节管、圆弧形波纹管和圆弧切线型波纹管。优选地，所述管壳式换热器为浮头式换热器。本实用新型还提供了一种重油催化装置，该重油催化装置包括循环油浆蒸汽发生器，其中，所述循环油浆蒸汽发生器为如上文所述的管壳式换热器。本实用新型的发明人通过研究发现，在现有的管壳式换热器中的换热管普遍采用光管，即整个换热管具有相同的管径。由于管壳程间存在较大温差，因此在用于固定换热管的管板中会产生较大的热应力，会导致管板变形。通常通过加大管板的厚度的方式来防止管板变形，但是管板厚度的加大又会进一步提高由于管程和壳程流体的温差而在管板中产生的热应力，从而使管板中总的应力水平可能会超过材料强度而导致管板开裂，从而导致管壳式换热器损坏。在本实用新型的上述技术方案中，通过使得换热管的至少一部分的管径沿轴向变化，使得换热管易于变形，通过换热管的变形能够至少部分地降低管板受到的热载荷，通过减小管板厚度，进而减小管板受到的热应力，最终使得管板不易开裂，换热器不易损坏。此外，管径变化的换热管还能够加大换热面积，从而提高换热器的换热效率。本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
[0010]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式
一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中图1是根据本实用新型的一种实施方式的管壳式换热器的一部分的示意图；图2至图7是如图1所示的管壳式换热器的换热管的纵截面的局部示意图。附图标记说明1换热管2管板
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。如图1至图7所示，本实用新型的一种实施方式提供了一种管壳式换热器，该管壳式换热器包括壳体和设置在该壳体内的管板2及多个换热管1，该多个换热管1的两端分别固定在管板2上，其中，所述换热管1的至少一部分的管径沿轴向变化。在本实用新型的上述技术方案中，通过使得换热管1的至少一部分的管径沿轴向变化，使得换热管1易于变形，通过换热管1的变形能够至少部分地降低管板2受到的热载荷，再通过减小管板2厚度，进而减小管板2受到的热应力，最终使得管板2不易开裂，换热器不易损坏。此外，管径变化的换热管1还能够加大换热面积，从而提高换热器的换热效率。在上述管壳式换热器中，可以是单个换热管1的所有部分都具有变化的管径，也可以单个换热管的仅一部分具有变化的管径，可以是所有多个换热管1都具有变化的管径，也可以是多个换热管1中的一部分换热管1中具有变化的管径。所述换热管1的管径可以具有各种适当的变化形式，例如如图2至图7分别示出的换热管1分别采用以下类型的异型管横纹管、缩放管、正弦管、波节管、圆弧形波纹管和圆弧切线型波纹管。其中横纹管是指在管外壁滚轧出与管轴线成90度的横向沟槽，在管内壁相应的形成一圈圈突起的圆环从而强化传热的管子。缩放管是指由依次交替的收缩段和扩张段组成，使流体始终在方向反复改变的纵向压力梯度作用下流动。正弦管是指管壁母线呈正弦波形的管子。波节管是以普通圆管为基管，通过挤波器在管壁上挤出一个个的圆弧形凸起，由此形成了由交替变化的直管段和弧形管段所组成的波节形流道。圆弧形波纹管是指波形呈圆弧形的波纹管。圆弧切线型波纹管是指波纹由一段圆弧以及一段圆弧切线组成的波纹管。当然，换热管1也可以采用上述各种类型异型管的组合。上述管壳式换热器适用于各种形式的换热器，例如固定管板式换热器、浮头式换热器和U形管式换热器，尤其适用于管程流体和壳程流体的温差较大的场合，例如浮头式换热器。本实用新型还提供了一种重油催化装置，该重油催化装置包括循环油浆蒸汽发生器，其中，所述循环油浆蒸汽发生器为如上文所述的管壳式换热器。以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式
中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。 此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
权利要求1.一种管壳式换热器，该管壳式换热器包括壳体和设置在该壳体内的管板( 及多个换热管(1)，该多个换热管(1)的两端分别固定在管板( 上，其特征在于，所述换热管(1) 的至少一部分的管径沿轴向变化。
2.根据权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于，所述换热管(1)选自以下各项中的一者或者多者的组合横纹管、缩放管、正弦管、波节管、圆弧形波纹管和圆弧切线型波纹管。
3.根据权利要求1或2所述的管壳式换热器，其特征在于，所述管壳式换热器为浮头式换热器。
4.一种重油催化装置，该重油催化装置包括循环油浆蒸汽发生器，其特征在于，所述循环油浆蒸汽发生器为根据以上任意一项权利要求所述的管壳式换热器。
专利摘要本实用新型公开了一种管壳式换热器，该管壳式换热器包括壳体和设置在该壳体内的管板(2)及多个换热管(1)，该多个换热管(1)的两端分别固定在管板(2)上，其中，换热管(1)的至少一部分的管径沿轴向变化。本实用新型还公开了一种重油催化装置，该重油催化装置包括循环油浆蒸汽发生器，其中，循环油浆蒸汽发生器为上述管壳式换热器。在上述技术方案中，通过使得换热管的至少一部分的管径沿轴向变化，使得换热管易于变形，能够降低管板受到的热载荷，再通过减小管板厚度，进而减小管板受到的热应力，最终使得管板不易开裂，换热器不易损坏。此外，管径变化的换热管还能够加大换热面积，从而提高换热器的换热效率。
文档编号C10G11/00GK202171405SQ20112012283
公开日2012年3月21日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者孙海阳, 徐鸿, 戴凌汉, 范德顺, 钱才富, 龚宏 申请人:中国石油化工股份有限公司