一种完全可拆式U形套管换热器制造技术

一种完全可拆式U形套管换热器，由内管和外管组成，内管和外管的流通方向相反，内管和外管均为U形，内管的直管段从外管的直管段伸出，所述的内管由两根内管端管和内管U形段组成，所述的外管由两段直段管和U形端壳体组成，U形端壳体为套设在内管U形段外的密封壳体，U形端壳体的一端可拆卸密封设置，其另一端的密封面上上下各连通一根直段管，直段管的另一端通过壳程密封结构可拆卸密封连接于内管端管上，内管端管的端头设有管程密封结构；解决现有焊接式套管换热器在管壳程介质温差大、温差应力高的工况下易发生破坏，在壳程介质结垢严重时结构上无法实现拆卸、清洗导致换热效率低的问题。

A completely detachable U tube heat exchanger

\u4e00\u79cd\u5b8c\u5168\u53ef\u62c6\u5f0fU\u5f62\u5957\u7ba1\u6362\u70ed\u5668\uff0c\u7531\u5185\u7ba1\u548c\u5916\u7ba1\u7ec4\u6210\uff0c\u5185\u7ba1\u548c\u5916\u7ba1\u7684\u6d41\u901a\u65b9\u5411\u76f8\u53cd\uff0c\u5185\u7ba1\u548c\u5916\u7ba1\u5747\u4e3aU\u5f62\uff0c\u5185\u7ba1\u7684\u76f4\u7ba1\u6bb5\u4ece\u5916\u7ba1\u7684\u76f4\u7ba1\u6bb5\u4f38\u51fa\uff0c\u6240\u8ff0\u7684\u5185\u7ba1\u7531\u4e24\u6839\u5185\u7ba1\u7aef\u7ba1\u548c\u5185\u7ba1U\u5f62\u6bb5\u7ec4\u6210\uff0c\u6240\u8ff0\u7684\u5916\u7ba1\u7531\u4e24\u6bb5\u76f4\u6bb5\u7ba1\u548cU\u5f62\u7aef\u58f3\u4f53\u7ec4\u6210\uff0cU\u5f62\u7aef\u58f3\u4f53\u4e3a\u5957\u8bbe\u5728\u5185\u7ba1U\u5f62\u6bb5\u5916\u7684\u5bc6\u5c01\u58f3\u4f53\uff0cU\u5f62\u7aef\u58f3\u4f53\u7684\u4e00\u7aef\u53ef\u62c6\u5378\u5bc6\u5c01\u8bbe\u7f6e\uff0c\u5176\u53e6\u4e00\u7aef\u7684\u5bc6\u5c01\u9762\u4e0a\u4e0a\u4e0b\u5404\u8fde\u901a\u4e00\u6839\u76f4\u6bb5\u7ba1\uff0c\u76f4\u6bb5\u7ba1\u7684\u53e6\u4e00\u7aef\u901a\u8fc7\u58f3\u7a0b\u5bc6\u5c01\u7ed3\u6784\u53ef\u62c6\u5378\u5bc6\u5c01\u8fde\u63a5\u4e8e\u5185\u7ba1\u7aef\u7ba1\u4e0a\uff0c\u5185\u7ba1\u7aef\u7ba1\u7684\u7aef\u5934\u8bbe\u6709\u7ba1\u7a0b\u5bc6\u5c01\u7ed3\u6784\uff1b\u89e3\u51b3\u73b0\u6709\u710a\u63a5\u5f0f\u5957\u7ba1\u6362\u70ed\u5668\u5728\u7ba1\u58f3\u7a0b\u4ecb\u8d28\u6e29\u5dee\u5927\u3001\u6e29\u5dee\u5e94\u529b\u9ad8\u7684\u5de5\u51b5\u4e0b\u6613\u53d1\u751f\u7834\u574f\uff0c\u5728\u58f3\u7a0b\u4ecb\u8d28\u7ed3\u57a2\u4e25\u91cd\u65f6\u7ed3 The problem that disassembly and cleaning can lead to low heat transfer efficiency can not be realized.

【技术实现步骤摘要】
一种完全可拆式U形套管换热器
本技术涉及一种新型套管换热器，具体地说是一种完全可拆式U形套管换热器。
技术介绍
现有的套管换热器为完全焊接式结构，即内管与外管之间靠焊接连接。图1为单管程/单壳程焊接式套管换热器结构示意图，图2为两管程/两壳程焊接式套管换热器结构示意图。焊接式套管换热器制造加工简单，但是由于换热器内管和外管之间通过焊接进行固定连接，当管壳程介质温差较大时，内管和外管之间温度应力过大，换热器极易发生破坏，焊接式套管换热器结构应用受到限制。焊接式套管换热器结构不能够拆卸，在某些介质结垢严重，需要定期拆卸清洗的工况下不适用，一旦换热器发生严重结垢，将导致换热器总传热系数大幅降低，换热效率低，冷热介质出口参数不能满足工艺要求。图1所示为现有单管程/单壳程焊接式套管换热器结构示意图，由内管、外管、连接管、管程入口/出口接管、壳程入口/出口接管和支架组成，管程介质从管程入口接管流入，流经换热器内管，从管程出口接管流出；壳程介质从壳程入口接管流入，在内管和外管之间形成的环形流道内流动，与内管中的介质换热后，从壳程出口接管流出。如图3所示，内管与外管之间的连接结构为完全焊接结构，连接管的小端与内管端部焊接，连接管的大端与外管的端部焊接，从而在内管和外管之间形成壳程环形流道。图2所示为现有两管程/两壳程焊接式套管换热器结构示意图，由内管、外管、连接管、管程入口/出口接管、壳程入口/出口接管、壳程连通管和支架组成，其中内管为U形换热管，换热器有两个壳体，壳体之间通过壳程连通管连接。管程介质从管程入口接管流入，流经换热器内管，从管程出口接管流出，管程介质流动过程中流经内管U形段；壳程介质从壳程入口接管流入，在内管和外管之间的环形流道中流动，与内管中的介质换热后，从壳程出口接管流出，壳程介质流动过程中流经壳程连通管。换热器外管与内管直管段两端的连接结构如图3所示均为完全焊接结构。U形换热管与两个外管之间形成两个壳程流动通道，两个流动通道通过壳程连通管连接。两管程/两壳程焊接式套管换热器与单管程/单壳程焊接式套管换热器相比，在相同工况条件下，可减小换热器的长度，提高换热器的紧凑度，减少占地空间，但是换热器内管的U形段部分仅有管程介质流过，与壳程介质不进行换热，造成了U形段换热面积的浪费。
技术实现思路
为了解决现有焊接式套管换热器在管壳程介质温差大、温差应力高的工况下易发生破坏，在壳程介质结垢严重时结构上无法实现拆卸、清洗导致换热效率低的问题，本技术提供一种完全可拆式U形套管换热器。为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种完全可拆式U形套管换热器，由内管和外管组成，外管的内径大于内管的外径，外管套设在内管外部，外管的两个端头密封连接于内管上，在内管的两个端头口分别为管程入口和管程出口，在外管上设有连通外管内腔的壳程入口和壳程出口，内管和外管的流通方向相反，内管和外管均为U形，内管的直管段从外管的直管段伸出，所述的内管由两根内管端管和内管U形段组成，内管U形段的两端分别连通一根内管端管，所述的外管由两段直段管和U形端壳体组成，U形端壳体为套设在内管U形段外的密封壳体，U形端壳体的一端可拆卸密封设置，其另一端的密封面上上下各连通一根直段管，直段管的另一端通过壳程密封结构可拆卸密封连接于内管端管上，内管端管的端头设有管程密封结构；所述的壳程密封结构包括壳程法兰和壳程法兰环，直段管的管头为壳程法兰，在壳程法兰内的内管端管的外表面设有环形凸台，凸台与直段管间隙配合设置，沿凸台周面开设有环形凹槽B，在壳程法兰的内壁上对应凹槽B开设卡台B，在卡台B与凹槽B之间填充有卡环B，在内管端管上套设有与壳程法兰相匹配的壳程法兰环，管程对接法兰和内管端管之间设有垫片A，通过螺栓和螺母将壳程法兰环和壳程法兰固定连接；所述的管程密封结构包括管程对接法兰和管程法兰环，在内管端管的管头上套设有管程法兰环，沿内管端管的周面开设有环形凹槽A，在管程法兰环的内壁上对应凹槽A开设卡台A，在卡台A与凹槽A之间填充有卡环A，在内管端管的管头外对接有与管程法兰环相配合的管程对接法兰，管程对接法兰的内径与内管端管的内径大小一致，壳程法兰和壳程法兰环之间设有垫片B，通过螺栓和螺母将管程对接法兰和管程法兰环固定连接，使管程对接法兰的一端的开口与内管端管的管口对齐连通，管程对接法兰的另一端的开口为管程入口或管程出口。本技术所述的卡环A和卡环B均由两个半圆形环对接而成。本技术有益效果是：本技术采用的完全可拆式“U形”套管换热器，如图4所示，其中内管由内管端管和U形换热管组成，一种完全可拆式“U形”套管换热器包含两个外管，两个外管直接通过U形端壳体连通。管程介质从管程入口接管流入，流经换热器内管，从管程出口接管流出，管程介质流动过程中流经U形换热管的U形段；壳程介质从壳程入口接管流入，在内管和外管之间的环形流道中流动，与内管中的介质换热后，从壳程出口接管流出，壳程介质流动过程中流经U形端壳体；管程介质与壳程介质之间为完全逆流流动，有效传热温差大，有利于换热；管程介质和壳程介质分别流过U形换热管的U形段内外两侧，U形段也参与了换热，从而增大了有效换热面积，同时，可以将内管从外管中拆卸出，进行清理或更换。附图说明图1为单管程/单壳程焊接式套管换热器结构示意图；图2为两管程/两壳程焊接式套管换热器结构示意图；图3为焊接式套管换热器内管和外管连接图；图4为本技术的结构示意图；图5为本技术的内管端管结构示意图；图6为本技术的卡环A或卡环B的结构示意图；图7为本技术的管程密封结构的结构示意图；图8为本技术的壳程密封结构的结构示意图；图9为本技术的后端长颈法兰的结构示意图；图10为图9的剖视结构示意图；图11为本技术的后端法兰盖的结构示意图；图12为图11的剖视结构示意图；图13为本技术的密封垫片的结构示意图；图中：1、内管，101、内管端管，102、内管U形段，2、外管，201、直段管，3、管程密封结构，301、管程对接法兰，302、垫片A，303、卡环A，304、管程法兰环，305、卡台A，4、壳程密封结构，401、壳程法兰，402、垫片B，403、卡环B，404、壳程法兰环，405、卡台B，5、U形端壳体，501、后端长颈法兰，502、后端法兰盖，503、密封垫片，6、支架，601、底板，602、立板，603、U形螺栓，604、螺母，7、管程入口，8、管程出口，9、壳程入口，10、壳程出口，11、凹槽A，12、凹槽B，13、连接管，14、壳程连通管。具体实施方式如图3所示，一种完全可拆式U形套管换热器，由内管1和外管2组成，外管2的内径大于内管1的外径，外管2套设在内管1外部，外管2的两个端头密封连接于内管1上，在内管1的两个端头口分别为管程入口7和管程出口8，在外管2上设有连通外管内腔的壳程入口9和壳程出口10，内管1和外管2的流通方向相反，内管1和外管2均为U形，内管1的直管段从外管2的直管段伸出，即内管1的直管段长于外管2的直管段，内管1的U形段与外管2的U形段完全配合，所述的内管1由两根内管端管101和内管U形段102组成，内管U形段102的两端分别连通一根内管端管101，内管U形段102与内管端管1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种完全可拆式U形套管换热器，由内管（1）和外管（2）组成，外管（2）的内径大于内管（1）的外径，外管（2）套设在内管（1）外部，外管（2）的两个端头密封连接于内管（1）上，在内管（1）的两个端头口分别为管程入口（7）和管程出口（8），在外管（2）上设有连通外管内腔的壳程入口（9）和壳程出口（10），内管（1）和外管（2）的流通方向相反，其特征在于：内管（1）和外管（2）均为U形，内管（1）的直管段从外管（2）的直管段伸出，所述的内管（1）由两根内管端管（101）和内管U形段（102）组成，内管U形段（102）的两端分别连通一根内管端管（101），所述的外管（2）由两段直段管（201）和U形端壳体（5）组成，U形端壳体（5）为套设在内管U形段（102）外的密封壳体，U形端壳体（5）的一端可拆卸密封设置，其另一端的密封面上上下各连通一根直段管（201），直段管（201）的另一端通过壳程密封结构（4）可拆卸密封连接于内管端管（101）上，内管端管（101）的端头设有管程密封结构（3）；所述的壳程密封结构（4）包括壳程法兰（401）和壳程法兰环（404），直段管（201）的管头为壳程法兰（401），在壳程法兰（401）内的内管端管（101）的外表面设有环形凸台，凸台与直段管（201）间隙配合设置，沿凸台周面开设有环形凹槽B（12），在壳程法兰（401）的内壁上对应凹槽B（12）开设卡台B（405），在卡台B（405）与凹槽B（12）之间填充有卡环B（403），在内管端管（101）上套设有与壳程法兰相匹配的壳程法兰环（404），管程对接法兰（301）和内管端管（101）之间设有垫片A（302），螺栓和螺母将壳程法兰环（404）和壳程法兰（401）固定连接；所述的管程密封结构（3）包括管程对接法兰（301）和管程法兰环（304），在内管端管（101）的管头上套设有管程法兰环（304），沿内管端管（101）的周面开设有环形凹槽A（11），在管程法兰环（304）的内壁上对应凹槽A（11）开设卡台A（305），在卡台A（305）与凹槽A（11）之间填充有卡环A（303），在内管端管（101）的管头外对接有与管程法兰环（304）相配合的管程对接法兰（301），管程对接法兰（301）的内径与内管端管（101）的内径大小一致，壳程法兰（401）和壳程法兰环（404）之间设有垫片B（402），螺栓和螺母将管程对接法兰（301）和管程法兰环（304）固定连接，使管程对接法兰（301）的一端的开口与内管端管（101）的管口对齐连通，管程对接法兰（301）的另一端的开口为管程入口（7）或管程出口（8）。...

【技术特征摘要】
1.一种完全可拆式U形套管换热器，由内管（1）和外管（2）组成，外管（2）的内径大于内管（1）的外径，外管（2）套设在内管（1）外部，外管（2）的两个端头密封连接于内管（1）上，在内管（1）的两个端头口分别为管程入口（7）和管程出口（8），在外管（2）上设有连通外管内腔的壳程入口（9）和壳程出口（10），内管（1）和外管（2）的流通方向相反，其特征在于：内管（1）和外管（2）均为U形，内管（1）的直管段从外管（2）的直管段伸出，所述的内管（1）由两根内管端管（101）和内管U形段（102）组成，内管U形段（102）的两端分别连通一根内管端管（101），所述的外管（2）由两段直段管（201）和U形端壳体（5）组成，U形端壳体（5）为套设在内管U形段（102）外的密封壳体，U形端壳体（5）的一端可拆卸密封设置，其另一端的密封面上上下各连通一根直段管（201），直段管（201）的另一端通过壳程密封结构（4）可拆卸密封连接于内管端管（101）上，内管端管（101）的端头设有管程密封结构（3）；所述的壳程密封结构（4）包括壳程法兰（401）和壳程法兰环（404），直段管（201）的管头为壳程法兰（401），在壳程法兰（401）内的内管端管（101）的外表面设有环形凸台，凸台与直段管（201）间隙配合设置，沿凸台周面开设有环形凹槽B（12），在壳程法兰（401）的内...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓兰，金东鸽，刘博，常佳，
申请(专利权)人：洛阳双瑞特种装备有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41