一种耐高温高压碳化硅换热器制造技术

本发明专利技术公开了一种耐高温高压碳化硅换热器，包括有筒体，筒体两端分别通过1块管板与一个封头固定连接，其中上部的封头上设有蒸汽进口N3，下部的封头上设有冷凝液出口N1,管板上设有若干同轴的管孔，筒体内设有若干根两端穿入两侧管孔中、且固定在管板上的碳化硅换热管；所述管板为钢衬PFA材质结构，其中管板主体为钢制材质、管孔内及与筒体接触的端面衬有防腐材料PFA层，另一侧端面为钢制本体；所述筒体为内衬防腐层的钢制筒体。本发明专利技术的耐高温高压碳化硅换热器通过对管板与换热管之间的密封结构进行改进，提高了碳化硅换热器的密封性能。使得单台换热面积最大可以做到400平方，直径最大可以做到2000mm、耐温可达200℃、耐压可达2.0MPa。达2.0MPa。达2.0MPa。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温高压碳化硅换热器


[0001]本专利技术涉及一种碳化硅换热器，特别是一种耐高温高压碳化硅换热器。

技术介绍

[0002]碳化硅换热器是一种利用碳化硅材料作为换热管的换热器，碳化硅具有耐腐蚀、耐高温、耐磨、抗热冲击、导热系数高、硬度高等优良特性，碳化硅的导热系数是不锈钢的5倍，是石墨的2倍，是一种性能优异的耐腐蚀换热材料，但是碳化硅具有无法粘接和焊接的特性，所以碳化硅换热器的技术核心在于如何解决管板与换热管密封的问题。现有技术的碳化硅换热器，一种是采用四氟材质管板的压紧密封结构，此种结构因四氟材质的强度问题，密封能力有限，耐压能力一般不高于0.2MPa。另一种是采用钢衬四氟材质双管板夹持的密封结构，一定程度上提高了耐压能力，但是密封效果仍不理想。目前国内碳化硅换热器最大制造能力为：75平方、直径700mm、耐压4Kg以下，远远不能满足工业生产需要。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于，提供一种耐高温高压碳化硅换热器。本专利技术的耐高温高压碳化硅换热器通过对管板与换热管之间的密封结构进行改进，提高了碳化硅换热器的密封性能。使得单台换热面积最大可以做到400平方，直径最大可以做到2000mm、耐温可达200℃、耐压可达2.0MPa。
[0004]本专利技术的技术方案：一种耐高温高压碳化硅换热器，包括有筒体,筒体上、下部外壁上分别设有壳程物料进口N4和壳程物料出口N2，筒体两端分别通过1块管板与一个封头固定连接，其中上部的封头上设有蒸汽进口N3，下部的封头上设有冷凝液出口N1,管板上设有若干同轴的管孔，筒体内设有若干根两端穿入两侧管孔中、且固定在管板上的碳化硅换热管；所述管板为钢衬PFA材质结构，其中管板主体为钢制材质、管孔内及与筒体接触的端面衬有防腐材料PFA层，另一侧端面为钢制本体；所述筒体为内衬防腐层的钢制筒体。
[0005]前述的耐高温高压碳化硅换热器中，所述管板靠近封头侧设有孔径大于管孔且与其同轴的密封槽，密封槽端口的内部设有内螺纹，碳化硅换热管伸入至密封槽中的管身上套接有密封组件，密封槽经螺纹连接有压盖，压盖将碳化硅换热管端部以及密封组件压紧固定。
[0006]前述的耐高温高压碳化硅换热器中，所述密封组件由3层四氟密封圈和2层O型圈构成，四氟密封圈和O型圈交错设置，O型圈由内至外依次为氟橡胶O型圈和硅橡胶O型圈。
[0007]前述的耐高温高压碳化硅换热器中，所述压盖为钢制材料，密封槽内亦衬有防腐材料PFA层。
[0008]前述的耐高温高压碳化硅换热器中，所述压盖内部同轴设置有2个阶梯形孔，下端的孔径大于上端的孔径，其端面设置有一道旋转卡槽。
[0009]前述的耐高温高压碳化硅换热器中，所述筒体两端分别设有筒体法兰，所述封头上设有封头法兰，封头法兰与管板之间、管板与筒体法兰之间设有密封垫片，筒体法兰、管
板和封头法兰经螺栓组件连接。
[0010]前述的耐高温高压碳化硅换热器中，两管板之间的筒体内错位设置有若干折流板。
[0011]前述的耐高温高压碳化硅换热器中，所述筒体外壁上还设有支耳；筒体为内衬防腐层的钢制筒体。
[0012]本专利技术的有益效果：与现有技术相比，本专利技术的换热器具有以下几个方面的优点：
[0013](1)本专利技术的管板采用钢衬的复合管板结构，综合利用了材料的各自优点，扬长避短，即解决了防腐蚀的问题，又解决了防腐材料强度差的问题；
[0014](2)管板钢制本体的内螺纹和钢制压盖的配合，解决了紧固压紧密封组件的问题，使得密封性能能够满足高温高压的要求；
[0015](3)复合管板采用钢制主体结构，使得管板强度得以保障，能够通过计算设计出耐受更高压力而不发生变形的管板，提高了设备的耐压能力，同时保障了密封的可靠性；
[0016](4)本专利技术的筒体和管板均可根据物料性质和工艺参数选择搪瓷、衬胶等各种防腐手段，设计灵活多样、选择面宽。
[0017]本专利技术的耐高温高压碳化硅换热器，经验证单台换热面积最大可以做到400平方，直径最大可以做到2000mm，耐温可达200℃，耐压可达2.0MPa。
附图说明
[0018]附图1为本专利技术的结构示意图；
[0019]附图2为附图1的局部放大示意图；
[0020]附图3为封头的结构示意图；
[0021]附图4为管板的结构示意图；
[0022]附图5为筒体的结构示意图；
[0023]附图6为压盖的结构示意图。
[0024]附图标记：1
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封头，2
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管板，3
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筒体，4
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碳化硅换热管，5
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筒体法兰，6
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封头法兰，7
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密封垫片，8
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压盖，9
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四氟密封圈，10
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O型圈，11
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折流板，12
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管孔，13
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密封槽，14
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内螺纹，15
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旋转卡槽，16
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支耳。
具体实施方式
[0025]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限制的依据。
[0026]本专利技术的实施例：一种耐高温高压碳化硅换热器，如附图1
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6所示，包括有1个筒体3,该筒体3的下部外壁上设有壳程物料进口N4、上部外壁上设有壳程物料出口N2，筒体3两端分别通过1块管板2与一个封头1固定连接，其中上部的封头1上设有蒸汽进口N3，下部的封头1上设有冷凝液出口N1,管板2上设有若干同轴的管孔12，筒体3内设有若干根相互平行两端穿入顶底部两侧管板2的管孔12中、且固定在管板2上的碳化硅换热管4。该管孔12尺寸刚好可供碳化硅换热管4穿入其中，保证管孔12与碳化硅换热管4之间的密封连接。所述管板2为钢衬PFA材质结构，其中管板2的主体为钢制材质、但是管孔12内及与筒体3连接、接触的端面衬有防腐材料PFA层，另一侧端面为钢制本体。
[0027]本专利技术的耐高温高压碳化硅换热器，由于在筒体3两端封盖有管板2，使得筒体3内部形成相对封闭的空间。使用时，物料从壳程物料进口N4进入筒体3中，随着物料不断增大，当物料上升至壳程物料出口N2时，从该出流出。整个过程中，物料都会与相对内侧的管板2表面接触，由于在管板2相对内侧的表面上设置有防腐材料PFA层，从而提高了管板2的防腐性能，避免管板2被腐蚀。而管板2主体使用钢制材质，使得管板2强度得以保障。而高温蒸汽从蒸汽进口N3进入到上部封头1中，再进入到碳化硅换热管4中，与物料之间实现热交换，从而冷却从液体，最终从冷凝液出口N1排出。
[0028]所述管板2靠近封头1侧设有孔径大于管孔12且与其同轴的密封槽13，密封槽13靠近封头1的端口内部设有内螺纹14，碳化硅换热管4伸入至密封槽13中的管身上套接有密封组件，密封槽13经螺纹连接有压盖8，压盖8将碳化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温高压碳化硅换热器，其特征在于：包括有筒体(3),筒体(3)上、下部外壁上分别设有壳程物料进口N4和壳程物料出口N2，筒体(3)两端分别通过1块管板(2)与一个封头(1)固定连接，其中上部的封头(1)上设有蒸汽进口N3，下部的封头(1)上设有冷凝液出口N1,管板(2)上设有若干同轴的管孔(12)，筒体(3)内设有若干根两端穿入两侧管孔(12)中、且固定在管板(2)上的碳化硅换热管(4)；所述管板(2)为钢衬PFA材质结构，其中管板(2)主体为钢制材质、管孔(12)内及与筒体(3)接触的端面衬有防腐材料PFA层，另一侧端面为钢制本体。2.根据权利要求1所述的耐高温高压碳化硅换热器，其特征在于：所述管板(2)靠近封头(1)侧设有孔径大于管孔(12)且与其同轴的密封槽(13)，密封槽(13)端口的内部设有内螺纹(14)，碳化硅换热管(4)伸入至密封槽(13)中的管身上套接有密封组件，密封槽(13)经螺纹连接有压盖(8)，压盖(8)将碳化硅换热管(4)端部以及密封组件压紧固定。3.根据权利要求2所述的耐高温高压碳化硅换热器，其特征在于：所述密封组件由...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟海波，杨颖，
申请(专利权)人：贵州兰鑫石墨机电设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：