一種冷熱流體混合三通的製作方法

2023-06-16 22:20:26 2

一種冷熱流體混合三通的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種冷熱流體混合三通，包括三通主體和錐口導流管，所述三通主體由主管和支管垂直正交構成；所述主管包括主管入口和主管出口；所述支管包括支管入口和支管出口；其特徵在於所述錐口導流管包括錐口導流管端部和錐口導流管底部，所述錐口導流管端部為圓錐殼體，錐口導流管與主管在迎流側通過錐口導流管端部焊接在主管內部，錐口導流管端部處於主管入口與支管之間，錐口導流管底部處於支管與主管出口之間。本混合三通通過合理的工藝參數設計，能避免腐蝕液滴的偏流聚集，從而根治了三通管道下遊的腐蝕開裂問題，方便簡易。
【專利說明】一種冷熱流體混合三通

【技術領域】
[0001] 本發明涉及流體輸送管路零部件，具體為一種冷熱流體混合三通，用於防止流體 中腐蝕液滴的偏聚流動，特別是流體中含有腐蝕液滴情況下三通混合過程。

【背景技術】
[0002] SHELL煤氣化激冷循環氣系統中的冷、熱合成氣混合三通及其下遊直管段曾多次 出現三通的下遊直管段1.5 m內溝壑狀壁厚腐蝕減薄並致洩漏甚至撕裂的現象。孔光躍等 (煤制氫激冷氣裝置三通磨損數值模擬[J].壓力容器，2012,29(11) :34-38)認為由於三 通支管內的熱合成氣中含有一定量的固體顆粒，會對三通內脖頸及下遊管道造成低角度衝 蝕，造成壁厚減薄，但磨損預測直管段壁厚減薄位置與實際有較大差異。林暉等（煤制氫激 冷氣裝置三通腐蝕問題分析[J].中國表面工程，2012, 25(02) : 103-108)對腐蝕部位結垢 物進行分析，發現腐蝕產物中有鐵的硫化物，表明三通下遊管道減薄及撕裂與H2S等腐蝕介 質的作用有關，並推斷這種腐蝕破壞是在有液態水存在時才會出現的。對冷、熱合成氣的組 分進行分析發現，在工作壓力與溫度下，冷合成氣中的部分水是液態的，而熱合成氣中的水 則是氣態且過熱的。經洗滌器洗滌的冷合成氣中的水是以霧沫夾帶的形式進入三通主管道 的，而液態水會溶解H 2S、CO2等腐蝕介質。冷合成氣混入熱合成氣後，冷合成氣中的腐蝕液 滴會加熱並蒸發。分析表明，激冷氣混合過程中會在三通I. 5m下遊管段偏流聚集並蒸發， 導致三通脖頸及I. 5m下遊管段的腐蝕與減薄，並最終在存在工作應力、熱應力及焊接殘餘 應力的高應力區發生撕裂。
[0003] 為此，在腐蝕液滴偏聚蒸發的區域及附近管段使用耐蝕襯裡材料（如 Incolnel8825)是必要的，目前工業生產中對激冷氣管路採用的就是這種耐蝕襯裡結構。然 而由上述分析可見，腐蝕液滴的偏聚流動僅發生在三通下遊局部區域，整個激冷氣管路均 採用耐蝕襯裡是沒有必要的，造成了資源的浪費和成本的提高，因此通過合理的結構設計， 消除腐蝕液滴的偏聚蒸發才是更佳的選擇。


【發明內容】

[0004] 針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供一種冷熱流體混合三通。 該混合三通通過合理的設計，能避免腐蝕液滴的偏流聚集，從而根治了三通管道下遊的腐 蝕開裂問題，結構簡單，使用方便。
[0005] 本發明解決所述技術問題的技術方案是，提供一種冷熱流體混合三通，包括三通 主體和錐口導流管，所述三通主體由主管和支管垂直正交構成；所述主管包括主管入口和 主管出口；所述支管包括支管入口和支管出口；其特徵在於所述錐口導流管包括錐口導流 管端部和錐口導流管底部，所述錐口導流管端部為圓錐殼體，錐口導流管與主管在迎流側 通過錐口導流管端部焊接在主管內部，錐口導流管端部處於主管入口與支管之間，錐口導 流管底部處於支管與主管出口之間。
[0006] 所述錐口導流管端部位於距離支管中心線1. 5-2. 5倍支管外徑的位置。
[0007] 所述錐口導流管的長度範圍為3-5倍支管外徑。
[0008] 所述錐口導流管端部的錐口半錐角角度範圍為45° ±15°。
[0009] 所述錐口導流管為抗腐蝕性材料Incolnel8825。
[0010] 本發明與現有方法相比的有益效果是：通過合理的工藝參數設計，能避免腐蝕液 滴的偏流聚集，從而根治了三通管道下遊的腐蝕開裂問題，方便簡易。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1是本發明一種冷熱流體混合三通一種實施例的整體結構示意圖；
[0012] 圖2是普通三通腐蝕液滴濃度雲圖；
[0013] 圖3是本發明一種冷熱流體混合三通一種實施例的腐蝕液滴濃度雲圖。
[0014] 具體實施實例
[0015] 下面給出本發明的具體實施例。具體實施例僅用於進一步詳細說明本發明，不限 制本申請權利要求的保護範圍。
[0016] 實施例1
[0017]一種冷熱流體混合三通（參見圖1)，包括三通主體1和錐口導流管2,所述三通主 體1由主管11和支管12垂直正交構成，混合三通尺寸為識457/識273,其中主管Il尺寸為 @457 nimx丨5 mm，材質為20鋼，管內介質溫度為150°C，體積流量為2793. 8m3/h，工作壓 力為3. 8MPa ;支管12尺寸為$273 mm><3，錐口導流管2長度 為lm，錐口導流管端部21錐口半錐角為60°，錐口導流管2材質為Inc〇lnel8825。冷熱流 體混合後通過主管11的出口 112流出，出口溫度為190°C，出口壓力同為3. 8MPa。
[0018] 工作時,冷流體從主管入口 111進入三通主體1,之後通過錐口導流管21進入錐口 導流管2,從錐口導流管底部22流出進入三通主體1的下遊；熱流體從支管入口 121進入， 從支管出口 122流出進入三通主體1，支管12中的熱流體在錐口導流管2外部加熱錐口導 流管2內側冷流體，冷熱流體在三通主體1部位僅通過導流管換熱而不混合，將混合過程向 三通主體1下遊延遲，從而避免腐蝕液滴的偏流聚集。冷流體在熱流體的包圍下向三通主 體1下遊流動，冷流體液滴在流動過程中吸熱蒸發，避免了腐蝕液滴在三通主體1下遊的管 道內壁面的聚集，從而根治了三通管道下遊的腐蝕開裂問題，最終混合流體通過主管出口 112流出。
[0019] 主管冷流體、支管熱流體以及三通出口的混合流體組成見表1。
[0020] 表1主管冷流體、支管熱流體以及三通出口的混合流體組成（mol% )
[0021]

【權利要求】
1. 一種冷熱流體混合三通，包括三通主體和錐口導流管，所述三通主體由主管和支管 垂直正交構成；所述主管包括主管入口和主管出口；所述支管包括支管入口和支管出口； 其特徵在於所述錐口導流管包括錐口導流管端部和錐口導流管底部，所述錐口導流管端部 為圓錐殼體，錐口導流管與主管在迎流側通過錐口導流管端部焊接在主管內部，錐口導流 管端部處於主管入口與支管之間，錐口導流管底部處於支管與主管出口之間。
2. 根據權利要求1所述的冷熱流體混合三通，其特徵在於所述錐口導流管端部位於距 離支管中心線1. 5-2. 5倍支管外徑的位置。
3. 根據權利要求1所述的冷熱流體混合三通，其特徵在於所述錐口導流管的長度範圍 為3-5倍支管外徑。
4. 根據權利要求1所述的冷熱流體混合三通，其特徵在於所述錐口導流管端部的錐口 半錐角角度範圍為45±15°。
5. 根據權利要求1所述的冷熱流體混合三通，其特徵在於所述錐口導流管為抗腐蝕性 材料 Incolnel8825。
【文檔編號】F16L58/00GK104315285SQ201410527370
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月9日 優先權日:2014年10月9日
【發明者】高炳軍, 陳藝芳, 董俊華 申請人:河北工業大學