固定管板釜式换热器壳程筒体轴向刚度补偿结构制造技术

本发明专利技术涉及一种固定管板釜式换热器壳程筒体轴向刚度补偿结构，包括纵向筋板、垫板和横向筋板，若干纵向筋板沿固定管板釜式换热器壳程的筒体的轴向延伸、在筒体的周向上间隔均匀排布，纵向筋板的两端各自焊接在垫板上，垫板贴附并焊接在筒体两端偏锥的内侧面上，纵向筋板与偏锥的连接处集中分布于偏锥上锥度较大的区域，这一区域在所述管板的周向方向占据的圆周角度范围为90-180°，每相邻两块纵向筋板之间设有一组间隔设置的多块横向筋板，相邻两组横向筋板在筒体的轴向上交错布置。本发明专利技术可以有效地降低壳程筒体轴向刚度沿圆周方向不一致而造成的管板、管束应力的不均匀性，改善管板、管束的应力分布，提高设计的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
固定管板釜式换热器壳程筒体轴向刚度补偿结构
本专利技术涉及一种轴向刚度补偿结构，适用于石油化工等领域中固定管板釜式换热器的壳程筒体。
技术介绍
能量回收利用是节能减排和绿色设计的主要途径，因此，在石油化工生产装置中广泛采用釜式换热器回收能量，尤其是固定管板釜式换热器。固定管板釜式换热器壳体由大径段4、偏锥5和小径段6组成，小径段与管板7连接，换热管8穿过管板上的管孔（如图1所示），因轴向刚度在周向的差异，造成管板、管束、壳体应力分布不均匀。由于结构特殊，常规设备标准没有提供相应的计算方法，再加上操作、事故、清洗等多设计工况的影响，设计计算复杂。
技术实现思路
为了克服现有技术下的上述缺陷，本专利技术的目的在于提供一种固定管板釜式换热器壳程筒体轴向刚度补偿结构，用于固定管板釜式换热器壳程筒体可有效改善筒体轴向刚度在周向上的差异，降低壳程大径段和小径段不同轴造成管板、管束、壳体受力不均匀的不利影响，使管板、管束的受力分布更加均匀。本专利技术的技术方案是：一种固定管板釜式换热器壳程筒体轴向刚度补偿结构，包括若干纵向筋板，所述若干纵向筋板沿固定管板釜式换热器壳程的筒体的轴向延伸、在所述筒体的周向上间隔均匀排布，所述纵向筋板的两端分别固定连接在所述筒体两端偏锥的内侧面上，所述纵向筋板与所述偏锥的连接处集中分布于偏锥上锥度较大的区域。所述偏锥上固定连接所述纵向筋板的位置位于所述偏锥靠近所述筒体的相应端小径段的位置。所述若干纵向筋板在所述偏锥上的连接位置在所述小径段的周向方向占据的圆周角度范围优选为90-180°。所述纵向筋板的数量优选为奇数。所述纵向筋板为梯形板，梯形的两腰固定连接在偏锥的内侧面上，所述纵向筋板的板面优选与所述管板的径向重合，所述纵向筋板的梯形的下底优选与所述小径段的内径齐平。相邻两块所述纵向筋板的梯形下底的距离最好大于500mm。对于前述任意一种所述的固定管板釜式换热器壳程筒体轴向刚度补偿结构，所述纵向筋板的两端还可以设有垫板，所述纵向筋板的两端焊接在相应的所述垫板上，所述垫板贴附并焊接在相应端的所述偏锥的内侧面上，所述垫板的材质最好与所述偏锥的材质接近或相同。每一端的所述垫板为一整块板或者为由多块板组成的一组板。每相邻两个所述纵向筋板之间设有一组间隔设置的多块横向筋板，相邻两组所述横向筋板在所述筒体的轴向上交错布置，所述横向筋板为梯形板，梯形的两腰分别焊接在靠近相应腰的所述纵向筋板上。所述横向筋板的板面优选垂直于所述筒体的轴线方向。本专利技术的有益效果为：由于在固定管板釜式换热器壳程筒体两端的偏锥之间增设了纵向筋板，起到拉结作用，管板、管束的应力得到明显改善，应力分布趋于均匀。借助垫板实现纵向筋板与偏锥的固定连接，不仅可以增加纵向筋板与偏锥的接触面积，提高连接质量，降低局部的应力峰值，使纵向筋板与偏锥的连接更为牢靠，还能降低连接作业难度。纵向筋板之间增加设置横向的筋板，提高了纵向筋板的抗压缩能力。附图说明图1是本专利技术的一个实施例的结构示意图；图2是图1的筒体内部结构示意图；图3是图1的横截面示意图；图4是纵向筋板和垫板连接放大图；图5为纵向筋板和垫板连接剖面图；图6为纵向筋板和横向筋板连接放大图；图7为纵向筋板和横向筋板连接剖面图。具体实施方式如图1-7所示，本专利技术提供了一种固定管板釜式换热器壳程筒体轴向刚度补偿结构，包括若干纵向筋板2，纵向筋板材质宜与筒体材质的线膨胀系数和弹性模量相同或近似。所述若干纵向筋板沿固定管板釜式换热器壳程的筒体的轴向延伸、在所述筒体的周向上间隔均匀排布，所述纵向筋板的两端分别固定连接在所述筒体两端偏锥5的内侧面上，所述纵向筋板与所述偏锥的连接处集中分布于偏锥上锥度较大的区域。所述偏锥上固定连接所述纵向筋板的位置位于所述偏锥靠近所述筒体的相应端小径段6的位置，或者说是偏锥的底部。同时，所述小径段内设置有管板7，所述若干纵向筋板在所述偏锥上的连接位置在所述管板的周向方向占据的圆周角度范围为90-180°，连接在这样的位置，可以较好地补偿偏锥轴向刚度沿圆周变化而产生的变化量，改善管板、管束应力。所述纵向筋板的数量为奇数。所述纵向筋板为梯形板，梯形的两腰固定连接在偏锥的内侧面上，所述纵向筋板的板面与所述管板的径向重合，所述纵向筋板的梯形的下底边缘优选与所述小径段的内径齐平。相邻两块所述纵向筋板的梯形下底的距离优选大于500mm，以便于穿管及内件的安装。所述纵向筋板的两端还可以设有垫板1，所述纵向筋板的两端焊接在相应的所述垫板上，所述垫板贴附并焊接在相应端的所述偏锥的内侧面上，所述垫板的材质与所述偏锥的材质相近或相同，以便于达到较好的焊接质量。每一端的所述垫板为一整块板或者为由多块板组成的一组板。本实施例中采用多块板组成的一组板。每相邻两个所述纵向筋板之间设有一组间隔设置的多块横向筋板3，材质宜与筒体材质近似或相同。相邻两组所述横向筋板在所述筒体的轴向上交错布置（如图2所示），所述横向筋板为梯形板，梯形的两腰分别焊接在靠近相应腰的所述纵向筋板上，所述横向筋板的板面垂直于所述筒体的轴线方向。所述横向筋板的梯形的两腰的长度等于或小于所述纵向筋板的梯形的高度。图1-7示出了本专利技术的一个固定管板釜式换热器壳程筒体轴向刚度补偿结构的实施例，包括垫板1、纵向筋板2和横向筋板3，所述垫板由与偏锥相同的材质制成，设置垫板可增加纵向筋板与偏锥的接触面积，降低局部的应力峰值。对于偏锥，锥角沿圆周方向变化，致使轴向刚度在不同圆周角度不一样，造成管板、管束应力不均匀，所述纵向筋板沿偏锥与小径段连接处的上半圆分布，可以补偿偏锥轴向刚度沿圆周变化而产生的变化量，改善管板、管束应力。所述纵向筋板之间设置横向筋板，可增加纵向筋板的抗压缩能力。所述纵向筋板之间最底部的距离大于500mm，使穿管及内件的安装更为方便。本专利技术的轴向刚度补偿结构可应用于固定管板釜式换热器壳程的高应力点处，通过这种局部结构的设计优化，提高换热器壳程筒体质量，保证设备的安全使用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固定管板釜式换热器壳程筒体轴向刚度补偿结构，其特征在于包括若干纵向筋板，所述若干纵向筋板沿固定管板釜式换热器壳程的筒体的轴向延伸、在所述筒体的周向上间隔均匀排布，所述纵向筋板的两端分别固定连接在所述筒体两端偏锥的内侧面上，所述纵向筋板与所述偏锥的连接处集中分布于偏锥上锥度较大的区域。

【技术特征摘要】
1.一种固定管板釜式换热器壳程筒体轴向刚度补偿结构，其特征在于包括若干纵向筋板，所述若干纵向筋板沿固定管板釜式换热器壳程的筒体的轴向延伸、在所述筒体的周向上间隔均匀排布，所述纵向筋板的两端分别固定连接在所述筒体两端偏锥的内侧面上，所述纵向筋板与所述偏锥的连接处集中分布于偏锥上锥度较大的区域，所述偏锥上固定连接所述纵向筋板的位置位于所述偏锥靠近所述筒体的相应端的小径段的位置，所述若干纵向筋板在所述偏锥上的连接位置在所述小径段的周向方向占据的圆周角度范围为90-180°。2.如权利要求1所述的固定管板釜式换热器壳程筒体轴向刚度补偿结构，其特征在于所述纵向筋板的数量为奇数。3.如权利要求2所述的固定管板釜式换热器壳程筒体轴向刚度补偿结构，其特征在于所述纵向筋板为梯形板，梯形的两腰固定连接在偏锥的内侧面上，所述纵向筋板的板面与所述管板的径向重合，所述纵向筋板的梯形的下底与所述小径段的内径齐平。4.如权利要求3所述的固定管板釜式换热...

【专利技术属性】
技术研发人员：周华堂，万网胜，张瑞鹏，隋克鹏，李梦强，季明国，齐立娟，祝航，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国昆仑工程公司，
类型：发明
国别省市：北京;11