一种整体强制密封的多联换热器制造技术

本发明专利技术涉及石化装备中的管壳式换热器技术领域，具体涉及一种整体强制密封的多联换热器，包括依次串联的多段换热模块，每段换热模块包括管壳和管束，管束包括多条换热管和两块管板，两块管板固定于管壳的两端共同围成壳程，多条换热管并列布置在壳程内，管壳的侧壁设有连通壳程的接管；换热模块之间设有中间管箱，换热模块整体两端设有端部管箱，端部管箱、各换热模块的换热管和中间管箱相连通形成多节管程；位于换热模块的外侧设置有强制密封结构，其同时使依次的多节管程相密封连接，避免了中间各段之间均需法兰螺栓强制密封，减轻了换热器整体重量及其支承结构，节省了设备空间和建造成本，整体具有结构简单、便于装拆及使用寿命长的特点。用寿命长的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种整体强制密封的多联换热器


[0001]本专利技术涉及石化装备中的管壳式换热器
，特别是涉及用于石油化工、煤炭化工、化肥工业、空调制冷、电力设施的热交换专用的换热器，具体涉及一种整体强制密封的多联换热器。

技术介绍

[0002]现有技术中，管壳式换热器是应用最为广泛的一种热交换器，管壳式换热器又称为列管式换热器或者列管式冷凝器，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——液”、“汽——汽”、“汽——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。
[0003]现有技术中的管壳式换热器通常的结构如图1所示，主要是由管束01、壳体02、管箱03等主要构件组成，其中，管束01是管壳式换热器的核心构件，管束01通常由换热管011、支持板(或者折流板)012、定距管拉杆组件013和管板014组成，成排的换热管通过支持板(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。
[0004]由图1可知，传统的换热器主体都设置管箱，以便拆卸后检查管束管接头等易损结构，管束与管箱之间必须通过法兰螺栓强制密封，而且是两端的管箱各自强制密封。随着社会经济的发展，石油化工装置的建设规模越来越大，换热器这种传统结构的弊端越来越突出。
[0005]第一，炼油及石油化工装置中由台换热器以前后串联的形式组合应用的场景越来越多，单台换热器之间的管道连接占用了不必要的空间，每一处连接都需要一套法兰螺栓紧固件，增加了工程建设费用。如果取消连接管道，虽然节省一定的空间，但是前后串联的换热器之间仍然需要法兰螺栓紧固件密封，结构还是较为复杂，在“双碳”发展目标下有必要改进这类换热器的组合结构。
[0006]第二，随着石油化工工艺深度加工的温度越来越高，新建换热器的结构尺寸不但突破GB/T 151—2014《热交换器》标准中公称直径不超过4000mm的限制，而且还与反应器一体化组成环氧乙烷反应器、环氧丙烷反应器等等，处理量也越来越大。一方面，大直径压力壳的密封需要大型锻件加工连接法兰，大型法兰长距离高效运输存在交通安全问题，4000mm以上大直径密封垫片整体制造及其应用过程存在更多的困难。另一方面，大直径法兰的紧固螺栓数量多，装拆工作量大，各螺栓拧紧力难以均衡而带来人为造成的不良结果。还有一方面，反应过程激烈而复杂，温度不均匀附加温差应力增加了压力壳的密封难度，介质内部串漏会影响化工产品的生产及质量，甚至向外泄漏而污染环境。
[0007]解决上述发展中的技术瓶颈问题需要推进整体结构思维，在减少成本投入的角度更充分利用已有资源的角度进行结构的特别加强。因此，针对上述现有技术中存在的问题进行改进具有工程意义。

技术实现思路

[0008]针对现有技术存在上述技术问题，本专利技术提供一种整体强制密封的多联换热器。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0010]提供一种整体强制密封的多联换热器，包括依次串联的多段换热模块，每段换热模块包括管壳和位于管壳内的管束，管束包括多条换热管和两块管板，两块管板固定于管壳的两端共同围成壳程，多条换热管并列布置在壳程内且其两端固定于对应的管板，管壳的侧壁设有连通壳程的接管；相邻换热模块之间设有中间管箱，换热模块整体两端设有端部管箱，端部管箱、各换热模块的换热管和中间管箱相连通形成多节管程；位于换热模块的外侧设置有强制密封结构，其同时使依次的多节管程相密封连接。
[0011]作为进一步可选方案，强制密封结构包括第一延伸法兰、第二延伸法兰、双头螺柱和紧固螺母，第一延伸法兰和第二延伸法兰分别固定于不同换热模块的管板，第一延伸法兰和第二延伸法兰之间经由双头螺柱和紧固螺母实现相互固定，从而将第一延伸法兰和第二延伸法兰相向拉紧。
[0012]作为进一步可选方案，强制密封结构同时使所有的管程相密封连接：第一延伸法兰固定于首位换热模块的上管板，第二延伸法兰固定于末位换热模块的下管板。
[0013]作为进一步可选方案，强制密封结构还包括固定于中间换热模块的管板的第三延伸法兰，双头螺柱分为上螺柱和下螺柱，下螺柱的两端分别穿过第一延伸法兰和第三延伸法兰后旋入紧固螺母，上螺柱的两端分别穿过第二延伸法兰和第三延伸法兰后旋入紧固螺母。
[0014]作为进一步可选方案，强制密封结构仅同时使部分的管程相密封连接：第一延伸法兰固定于首位或末位换热模块的管板，第二延伸法兰固定于中部换热模块的管板。
[0015]作为进一步可选方案，强制密封结构还包括平台钢结构，平台钢结构固定于外界的钢筋缓凝土基础，部分双头螺柱的两端分别穿过第一延伸法兰和平台钢结构后旋入紧固螺母，另一部分双头螺柱的两端分别穿过第二延伸法兰和平台钢结构后旋入紧固螺母。
[0016]作为进一步可选方案，所述接管兼作所述强制密封结构，接管为弯管，弯管的端部设置有衔接法兰、短螺柱和螺母锁紧件，不同换热模块相连通的接管之间经由短螺柱和螺母锁紧件相互连通固定。
[0017]作为进一步可选方案，非相邻的相互分隔的换热模块的接管相互连接。
[0018]作为进一步可选方案，相邻换热模块的管壳直径相同，该相邻换热模块之间的中间管箱为直筒体；或相邻换热模块的管壳直径不同，该相邻换热模块之间的中间管箱为圆台筒体。
[0019]作为进一步可选方案，换热模块还包括位于壳程内的折流板、定距管和拉杆，多块折流板并列布置且开有供换热管穿过的管孔，拉杆的端部固定于管板，且穿过多块折流板，定距管套在拉杆外并轴向抵住折流板，从而限制不同折流板之间的距离。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021]本专利技术的一种整体强制密封的多联换热器，与现有技术相比具有如下优点：
[0022](1)避免了现有技术每一连接处都需要独立一套法兰螺栓紧固件，减少了中间各段连接密封的大型法兰，减轻了换热器整体重量及其支承结构，节省了设备空间和建造成本。
[0023](2)换热器运行中管束和管壳的温度高于壳周边紧固件的温度，管壳的热伸长比同类钢材紧固件的热伸长稍长，使各段连接口更加紧密贴到一起加强密封，提高换热器整体强度和整体刚度。
[0024](3)整体强制密封可在装置现场安装，依次串联连接的换热器分段结构可以分段运输，便于安全高效运输，降低运输费用。
[0025](4)整体强制密封可在装置现场安装，分段结构可以分段吊装，便于现场施工组织，降低吊装费用。
[0026](5)节省了设备空间和建造成本，换热器具有结构简单、便于装拆及使用寿命长的特点。
[0027](6)整体强制密封的多联换热器特别适用于管程流体高温、低压和大直径、超长、超重的多段换热工况，既适用于立式多联换热器，也适用于卧式多联换热器，具有结构简单、便于装拆及使用寿命长的特点。
附图说明
[0028]图1为现有技术的换热器的结构示意图。
[0029]图2为实施例中的一种整体强制密封的多联换热器的实施例一的结构示意图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种整体强制密封的多联换热器，其特征是：包括依次串联的多段换热模块，每段换热模块包括管壳和位于管壳内的管束，管束包括多条换热管和两块管板，两块管板固定于管壳的两端共同围成壳程，多条换热管并列布置在壳程内且其两端固定于对应的管板，管壳的侧壁设有连通壳程的接管；相邻换热模块之间设有中间管箱，换热模块整体两端设有端部管箱，端部管箱、各换热模块的换热管和中间管箱相连通形成多节管程；位于换热模块的外侧设置有强制密封结构，其同时使依次的多节管程相密封连接。2.根据权利要求1所述的一种整体强制密封的多联换热器，其特征是：强制密封结构包括第一延伸法兰、第二延伸法兰、双头螺柱和紧固螺母，第一延伸法兰和第二延伸法兰分别固定于不同换热模块的管板，第一延伸法兰和第二延伸法兰之间经由双头螺柱和紧固螺母实现相互固定，从而将第一延伸法兰和第二延伸法兰相向拉紧。3.根据权利要求2所述的一种整体强制密封的多联换热器，其特征是：强制密封结构同时使所有的管程相密封连接：第一延伸法兰固定于首位换热模块的上管板，第二延伸法兰固定于末位换热模块的下管板。4.根据权利要求3所述的一种整体强制密封的多联换热器，其特征是：强制密封结构还包括固定于中间换热模块的管板的第三延伸法兰，双头螺柱分为上螺柱和下螺柱，下螺柱的两端分别穿过第一延伸法兰和第三延伸法兰后旋入紧固螺母，上螺柱的两端分别穿过第二延伸法兰和第三延伸法兰后旋入紧固螺母。5.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈孙艺，
申请(专利权)人：茂名重力石化装备股份公司，
类型：发明
国别省市：