一种U形管式换热器制造技术

本实用新型专利技术公开了石油加工加氢过程使用的一种Ｕ形管式换热器，主要用于解决加氢装置大型化后现有的大法兰结构与螺纹锁紧环结构的Ｕ形管式换热器所分别存在的密封不可靠且设备重量大，结构复杂、设计、制造难度大等问题。本实用新型专利技术的Ｕ形管式换热器，包括壳程筒体（５）、管程筒体（８）、管板（２）和Ｕ形换热管（４），管板（２）与壳程筒体（５）和管程筒体（８）之间为焊接连接的整体结构。壳程筒体（５）和管程筒体（８）的端部分别设有人孔（９）。本实用新型专利技术Ｕ形管式换热器具有密封可靠性高、结构简单紧凑、设备重量轻、加工制造难度低、占地面积小等优点，主要用于石油加工大型加氢装置上。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及石油加工加氢过程使用的一种U形管式换热器。
技术介绍
目前，随着国家经济的发展和环保要求的提高，发展低硫清洁燃料日益迫切。加氢工艺是改变油品性质的重要手段，而加氢换热器作为加氢装置的主要节能、节耗设备，是加氢装置中不可缺少的设备。加氢装置工艺介质易燃易爆，而且在高温高压、临氢及硫化氢环境下运行，要求设备有很高的密封可靠性。目前国内、外的高压加氢换热器大多采用管板两侧为大法兰结构的U形管式换热器或螺纹锁紧环结构的U形管式换热器(分别简称为大法兰结构的换热器和螺纹锁紧环结构的换热器)。大法兰结构的换热器金属耗量大，管板法兰易泄漏，密封可靠性不高，一般用于10MPa以下的操作场合。且由于法兰尺寸较大，设备重量因此也较大。而螺纹锁紧环结构的换热器结构复杂，机加工部件多，设计、制造难度大。尤其是设备公称直径超过φ1600毫米后，管、壳间的密封、管程的密封实际效果并不好，而且大螺纹锁紧环的加工难度也很大。随着加氢装置规模的大型化，对高压换热器的密封可靠性及投资成本提出了更苛刻的要求；上述现有的换热器所存在的缺陷更为突出。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是加氢装置大型化后现有的大法兰结构的U形管式换热器所存在的密封不可靠且设备重量大，现有的螺纹锁紧环结构的U形管式换热器所存在的结构复杂、设计、制造难度大的问题。为解决上述问题，本技术采用的技术方案是一种U形管式换热器，包括壳程筒体、管程筒体、管板和U形换热管，管板与壳程筒体和管程筒体相连接，其特征在于管板与壳程筒体和管程筒体之间为焊接连接的整体结构，壳程筒体和管程筒体的端部分别设有人孔。采用本技术，具有如下的有益效果本技术换热器采用管板直接与壳体(包括壳程筒体和管程筒体)焊接成一体的固定管板结构。与大法兰结构的换热器相比，换热器管、壳程在管板处不再存在泄漏点，大大提高了密封可靠性；同时由于不存在法兰螺栓系统，有效地降低了设备重量。由于本技术换热器管、壳程出入口可最大限度地接近管板开设，从而减小了换热死区。与螺纹锁紧环结构的换热器相比，本技术取消了分合环和内部螺栓，管箱筒体(即管程筒体)上不必再为分合环开槽，减小了管箱筒体的厚度，也为设计、制造、拆卸减少了工作量；由于取消了螺纹锁紧环，有效地降低了制造难度，同时也降低了设备重量。总之，与上述现有结构的换热器相比，本技术换热器消除了泄漏点，提高了密封可靠性；并且还具有结构简单紧凑、设备重量轻、加工制造难度低、占地面积小等优点。以公称直径为φ2000毫米的换热器为例，在同样的操作条件、相同材质的情况下，本技术换热器较大法兰结构的换热器重量减轻约25％，较螺纹锁紧环结构的换热器重量减轻约30％。本技术换热器采用U形换热管，可避免换热管在高温下膨胀而对管板产生较大的热应力。以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。附图说明图1是本技术U形管式换热器的结构示意图。具体实施方式参见图1，本技术的U形管式换热器，主要包括壳程筒体5、管程筒体8、管板2和U形换热管4。管程筒体8上设有管程入口1和管程出口7，壳程筒体5上设有壳程入口3和壳程出口6。U形换热管4与管板2相连接，管程筒体8内设有管程隔板12。管板2与壳程筒体5和管程筒体8之间为焊接连接的整体结构，图1中以11表示焊缝。壳程筒体5和管程筒体8的端部分别设有人孔9，以便于检修。为防止换热介质的侵蚀，可在换热器的管程筒体8、壳程筒体5、管程入口1、管程出口7、壳程入口3、壳程出口6和人孔9的内壁以及管板2和管程隔板12两侧的表面上堆焊一层耐蚀合金堆焊层10(在图1中以粗实线表示)。本技术换热器的操作过程与现有的U形管式换热器基本相同，说明从略。本技术U形管式换热器一般用于换热介质较为洁净的换热场合，其操作压力可达到20MPa。本技术换热器不仅可以广泛地用于石油加工大型加氢装置上，而且还可用于其它的采用管壳式换热器的高压换热领域。权利要求1.一种U形管式换热器，包括壳程筒体(5)、管程筒体(8)、管板(2)和U形换热管(4)，管板(2)与壳程筒体(5)和管程筒体(8)相连接，其特征在于管板(2)与壳程筒体(5)和管程筒体(8)之间为焊接连接的整体结构，壳程筒体(5)和管程筒体(8)的端部分别设有人孔(9)。专利摘要本技术公开了石油加工加氢过程使用的一种U形管式换热器，主要用于解决加氢装置大型化后现有的大法兰结构与螺纹锁紧环结构的U形管式换热器所分别存在的密封不可靠且设备重量大，结构复杂、设计、制造难度大等问题。本技术的U形管式换热器，包括壳程筒体(5)、管程筒体(8)、管板(2)和U形换热管(4)，管板(2)与壳程筒体(5)和管程筒体(8)之间为焊接连接的整体结构。壳程筒体(5)和管程筒体(8)的端部分别设有人孔(9)。本技术U形管式换热器具有密封可靠性高、结构简单紧凑、设备重量轻、加工制造难度低、占地面积小等优点，主要用于石油加工大型加氢装置上。文档编号F28D7/06GK2769813SQ20052002979公开日2006年4月5日 申请日期2005年1月13日 优先权日2005年1月13日专利技术者陈崇刚, 谢育辉 申请人:中国石油化工集团公司, 中国石化集团洛阳石油化工工程公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｕ形管式换热器，包括壳程筒体（５）、管程筒体（８）、管板（２）和Ｕ形换热管（４），管板（２）与壳程筒体（５）和管程筒体（８）相连接，其特征在于：管板（２）与壳程筒体（５）和管程筒体（８）之间为焊接连接的整体结构，壳程筒体（５）和管程筒体（８）的端部分别设有人孔（９）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈崇刚，谢育辉，
申请(专利权)人：中国石油化工集团公司，中国石化集团洛阳石油化工工程公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]