一种列管式换热器管箱密封结构制造技术

本申请的一种列管式换热器管箱密封结构，管箱筒节的端部设有凸出的箱唇,平垫边环设有凸出的垫唇，管箱筒节的端部通过箱唇和垫唇与隔膜密封盘紧密封连接；或者，平垫边环设有凸出的垫唇，管箱筒节的端部通过垫唇与平垫边环紧密封连接；或者，管箱筒节的端部设有凸出的箱唇,管箱筒节的端部通过箱唇与隔膜密封盘紧密封连接。与现有技术相比，把原来管箱端部和平垫边环的直接焊接改为箱唇和/或垫唇的凸唇的焊接，避免了直接焊接对管箱端部和平垫边环的损伤，而且凸唇可反复多次使用，提高了利用率，同时该管箱密封结构集多种结构优点于一体，其设计技术简便成熟、密封性能好、结构简单、制造周期短、成本低，可进一步提高管箱的组装质量。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及装备工程中的列管式换热器管箱的密封技术，特别是涉及用于石油炼制与化工、煤化工、化肥工业、空调、空冷、电力设施的热交换节能设备专用的一种列管式换热器管箱密封结构。
技术介绍
现有技术中，列管式换热器是应用最为广泛的一种热交换器，广泛应用于化工、石油、医药、食品、轻工、冶金、焦化等领域中的“液一一液”、“汽一一汽”、“汽一一液”热交换的对流传热，以及蒸汽冷凝和液体蒸发传热等换热冷凝流程。现有技术中的列管式换热器通常的结构如图1所示，一般是由管束2、管壳3、管箱4等主要构件组成，其中，管束2是列管式换热器的核心构件，管束2通常由换热管1、支持板(或者折流板)和管板组成，成排的换热管I通过支持板(或者折流板)支承，其两端穿进管板的管孔中，并与管板相连接，从而保证接头的密封性和强度。通过管束2与管箱4的隔板的组合，可以将换热管I分成几个流程，以便介质在换热管I内来回流动，从而能够延长换热流程，增加换热时间，充分地与管外的壳程介质换热。上述管板与管壳3和管箱4等通过焊接或者法兰螺栓加垫片的强制密封固定装配即得一台列管式换热器。当换热管I管内的热交换介质为冷介质，管外的热交换介质为强制对流的烟气时，则构成加热炉方式；当换热管I管内的热交换介质为热介质，管外的热交换介质为强制对流的空气时，则构成冷却器方式；加热炉方式和冷却器方式均为热交换器的一种热交换方式。这种列管式换热器的制造工艺较为成熟，安全性能也较高，是换热设备中关键的能耗设备。上述现有技术中的列管式换热器，为了避免流程物料的泄漏，其进出口接管即便口径很小，通常设计成与管线直接对焊的方式，而不采用法兰连接的方式；同样，为了避免流程物料的泄漏，大口径的管板与其两侧的管壳和管箱圆筒体进行焊接，这样使得，管箱的端部就不能与端盖之间也采用等强度焊缝焊接的方式，主要考虑到方便检修人员能从管箱的端部进去进行检测管头等修理工作。随之，人们一直致力于管箱的端部与管箱的端盖之间除了不可拆的强度焊接连接之外的更好的密封结构的研宄。虽然人们在上述密封结构的研宄中做了长期的努力，形成了例如:T形槽金属垫法兰密封结构、薄壁Ω环结构的密封焊法兰密封结构、螺纹锁紧环密封结构等传统强制密封结构；也形成了例如:Β形环、C形环、O形环、楔形环、卡扎里密封、Bridgman密封等自紧密封结构。上述密封结构因强化效果还不够，特别是随着实践应用的深入，人们发现这些结构本身也存在一些不利的地方。主要存在的问题是: 第一，结构复杂。螺纹锁紧环换热器管箱密封，其中所采用的压紧板、密封板和螺栓均是易损件；当密封出现泄漏时，需要人工上紧螺栓进行调节补偿，带压带温操作，使得操作麻烦又不安全。第二，需要高水平的焊接。如薄壁Ω环结构的密封焊，现场检修时很可能要重新更换Ω半环构件并全位置密封焊。如果管箱端部采用球面隔隔膜密封，现场检修不但需要去除密封焊封，重新组装后还需要重新全位置密封焊，焊工资质和工艺评定需符合国家法规标准的要求。第三，结构庞大。如普通大法兰型密封，法兰和端盖很厚，且无温度补偿调节。第四，结构常开裂，不安全，维护困难。于是，申请人针对上述缺陷研发了一种能够提高管箱的组装质量，结构简单、密封性能好，同时还能够降低整体制造成本的列管式换热器管箱的密封结构，该密封结构包括有管箱筒节、管箱端盖、设置于管箱筒节的端部与管箱端盖之间的球面膜密封盘，球面膜密封盘包括有设置于中间的球面膜片和沿球面膜片的外周侧设置的平垫边环，管箱筒节的端部与管箱端盖通过螺柱螺母固定连接，平垫边环在螺柱螺母的作用下，其一端面夹紧于管箱筒节的端部，其另一端面夹紧于管箱端盖，其中，管箱筒节沿管箱筒节的端面向内设置有止口台阶，止口台阶包括第一台阶面和与第一台阶面相连的第二台阶面，第二台阶面垂直于所述管箱筒节的中心轴线，止口台阶的第一台阶面与平垫边环的外周侧之间形成第一密封环槽，止口台阶的第二台阶面向内设置有第二密封环槽，第二密封环槽的槽口夹紧于平垫边环的内端面，第一密封环槽和第二密封环槽内均设置有具有弹性的金属密封环。采用具有弹性的金属密封环与密封环槽相配合进行双重密封，两个具有弹性的金属密封环可以同时与其对应的密封环槽的槽壁共同作用以产生微量胀紧变形来进一步夹紧密封，两者之间相互协同作用，不存在相互干涉影响及密封力的抵消现象，具有互相补偿的功能；然而，上述结构中的密封环槽的加工较为复杂，制造成本较高，制造周期较长，而且单纯密封环槽与金属密封环的密封为动密封，需要至少两个密封环槽搭配至少两个具有弹性的金属密封环才能实现较好的密封效果。进一步，申请人试图采用将管箱筒节的端部与平垫边环两者之间直接焊接以实现紧密封连接，然而发现直接焊接对于管箱端部和平垫边环的损伤较大，使得密封膜盘的使用寿命较短，再加上管箱端部的修复，不便于实际使用中的检修和使用。综上，申请人再次结合隔膜密封技术与列管式换热器管箱端部存在的问题进行改进，研发一种改进的管箱端部密封结构，在工程
具有极为深远和重大的意义。
技术实现思路
本申请的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种能够避免直接焊接带来的管箱端部和平垫边环的损伤，可反复多次使用、利用率高，同时结构简单、制造周期短、成本低、密封性能好、进一步提高管箱的组装质量的列管式换热器管箱的唇焊密封结构。本申请的目的通过以下技术方案实现: 提供了一种列管式换热器管箱密封结构，包括有设置于管箱筒节的端部与管箱端盖之间的隔膜密封盘，隔膜密封盘包括有设置于中间的膜片和沿膜片的外周侧设置的平垫边环，平垫边环在螺柱螺母的作用下，其一端面夹紧于管箱筒节的端部，其另一端面夹紧于管箱端盖，其中，所述管箱筒节的端部设置有凸出的箱唇，所述平垫边环设置有凸出的垫唇，所述管箱筒节的端部通过所述箱唇和所述垫唇与所述隔膜密封盘紧密封连接。优选的，所述平垫边环设置的凸出的垫唇、该垫唇凸出方向与管箱筒节的轴向之间的夹角设置为大于等于O。且小于等于90° ;所述管箱筒节的端部设置的凸出的箱唇、该箱唇凸出方向与管箱筒节的轴向之间的夹角设置为大于等于0°且小于等于90°。更优选的，所述垫唇凸出方向与管箱筒节的轴向之间的夹角设置为O°，该垫唇为轴向垫唇；所述箱唇凸出方向与管箱筒节的轴向之间的夹角设置为0°，该箱唇为轴向箱唇；所述管箱筒节的端部通过所述轴向箱唇和所述轴向垫唇与所述平垫边环紧密封连接。更优选的，所述垫唇凸出方向与管箱筒节的轴向之间的夹角设置为90°，该垫唇为径向垫唇；所述箱唇凸出方向与管箱筒节的轴向之间的夹角设置为90°，该箱唇为径向箱唇；所述管箱筒节的端部通过所述径向箱唇和所述径向垫唇与所述平垫边环紧密封连接。更优选的，所述垫唇凸出方向与管箱筒节的轴向之间的夹角设置为大于0°且小于90°，该垫唇为倾斜垫唇；所述箱唇凸出方向与管箱筒节的轴向之间的夹角设置为大于0°且小于90°，该箱唇为倾斜箱唇；所述管箱筒节的端部通过所述倾斜箱唇和所述倾斜垫唇与所述平垫边环紧密封连接。更优选的，所述箱唇凸出方向与管箱筒节的轴向之间的夹角设置为0°，该箱唇为轴向箱唇；所述垫唇凸出方向与管箱筒节的轴向之间的夹角设置为大于0°且小于90°，该垫唇为倾斜垫唇；所述管箱筒节的端部通过所述轴向箱唇和所述倾斜垫唇与所述平垫边环紧密封连接。上述的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种列管式换热器管箱密封结构，包括有设置于管箱筒节的端部与管箱端盖之间的隔膜密封盘，隔膜密封盘包括有设置于中间的膜片和沿膜片的外周侧设置的平垫边环，平垫边环在螺柱螺母的作用下，其一端面夹紧于管箱筒节的端部，其另一端面夹紧于管箱端盖，其特征在于：所述管箱筒节的端部设置有凸出的箱唇,所述平垫边环设置有凸出的垫唇，所述管箱筒节的端部通过所述箱唇和所述垫唇与所述隔膜密封盘紧密封连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈孙艺，
申请(专利权)人：茂名重力石化机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44