【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石化装备中的管壳式换热器，尤其涉及用于石油化工、煤炭化工、化肥工业、空调制冷、电力设施的热交换专用换热器，具体涉及一种自重密封的多联换热器。
技术介绍
1、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。
2、现有技术中的管壳式换热器通常的结构如图1所示，一般是由管束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1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。
3、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，防止管程流体泄漏。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。
4、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，增加了工程建设费用，有必要改进这类换热器的组合结构。
5、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》
6、第三，随着石油化工工艺深度加工的温度越来越高，余热回收充分利用的指标越来越严，薄管板在轻量化设计中替代厚壁大锻件管板越来越普遍，但是薄管板的承压能力欠缺，单靠其自身结构难以应对新的挑战。
7、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
1、针对现有技术存在上述技术问题，本专利技术提供一种自重密封的多联换热器。
2、为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、提供一种自重密封的多联换热器，包括依次串联的立式安装的多段换热模块，每段换热模块包括管壳和位于管壳中的管束，管壳设有壳程入口和壳程出口，管束包括位于管壳两端部的管板、位于管壳内且并列地穿设固定于两端管板之间的多条换热管、安装在多条换热管上的折流板、以及连接管板与折流板的拉杆；相邻两段换热模块的管板之间设有中间管箱，从而将多段换热模块的换热管相串联连通；位于两端的换热模块连接有端部管箱；其特征是：
4、中间管箱的端部与对应的管板之间的环形的密封面设有密封垫，经由密封面以上的设备自重以及其内流通介质的自重作为密封载荷压紧密封垫来实现密封面的密封。
5、作为进一步可选方案，相邻两段换热模块的管壳外径相同或不相同，对应的中间管箱为等径筒体或圆台形筒体。
6、作为进一步可选方案，位于最底部的换热模块的管壳外径最大，位于最顶部的换热模块的管壳外径最小；或：位于最底部的换热模块的管壳外径以及位于最顶部的换热模块的管壳外径均大于位于中间的换热模块的管壳外径。
7、作为进一步可选方案，所述中间管箱为普高管箱结构、增高管箱结构或缩短管箱结构，增高管箱结构的高度大于普高管箱结构的高度，缩短管箱结构的高度小于普高管箱结构的高度。
8、作为进一步可选方案，所述中间管箱为缩短管箱结构，该中间管箱内设置有柔性连接管，柔性连接管的两端分别连通相邻两段换热模块的换热管。
9、作为进一步可选方案，所述中间管箱为增高管箱结构，该中间管箱内设置有过渡换热段，过渡换热段的高度与该中间管箱的高度相适配，从而使过渡换热段的两端部分别连通相邻两段换热模块的换热管，且过渡换热段与换热管之间设有提供轴向力的刚性密封连接结构。
10、作为进一步可选方案，所述中间管箱为增高管箱结构，该中间管箱侧壁设有壳程入口和壳程出口，且内部设置有板栅结构，板栅结构的高度与该中间管箱高度相适配，板栅结构设有连通相邻两段换热模块的换热管的过渡管程通道，板栅结构的上下两端经由内垫体顶住对应的管板。
11、作为进一步可选方案，壳程入口、壳程出口和端部管箱经由柔性结构与外部管道连接。
12、作为进一步可选方案，中间管箱与管板之间的密封面为平面配合、锥面配合、台阶配合或榫槽配合。
13、作为进一步可选方案，在所述密封面的外侧设置有填料函结构，填料函结构包括固定于管板外缘的围堰，围堰、中间管箱的外壁与管板的顶面共同围成环形的填料槽，填料槽中设有填充料，填充料的顶部设有填料保护盖。
14、无强制密封连接的大直径分段结构可以采用榫槽式或填料涵式密封结构，特别适用于液体橡胶在安装现场基于组装既成实体作为形腔来浇注成形密封垫或密封填料的密封结构，也可以辅助以密封焊，避免了大直径密封垫片整体制造、运输、安装的难题及其搬动过程容易散架、磕碰损伤等问题。
15、作为进一步可选方案，中间管箱的上端与对应的管板相焊接固定，所述密封垫设置在中间管箱的下端。
16、本专利技术的有益效果：
17、本专利技术的一种自重密封的多联换热器，与现有技术相比：
18、(1)、利用中间管箱与管板之间密封面以上的设备自重和介质自重作为密封载荷来压紧密封垫，相邻两段换热模块之间管程的连接没有法兰螺栓的强制密封结构，减少了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。
19、(2)、自重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。
20、(3)、无强制密封连接的分段结构可以分段运输，便于安全高效运输，降低运输费用。
21、(4)、无强制密封连接的分段结构可以分段吊装，便于现场施工组织，降低吊装费用。
22、(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。
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1.一种自重密封的多联换热器，包括依次串联的立式安装的多段换热模块，每段换热模块包括管壳和位于管壳中的管束，管壳设有壳程入口和壳程出口，管束包括位于管壳两端部的管板、位于管壳内且并列地穿设固定于两端管板之间的多条换热管、安装在多条换热管上的折流板、以及连接管板与折流板的拉杆；相邻两段换热模块的管板之间设有中间管箱，从而将多段换热模块的换热管相串联连通；位于两端的换热模块连接有端部管箱；其特征是：
2.根据权利要求1所述的一种自重密封的多联换热器，其特征是：相邻两段换热模块的管壳外径相同或不相同，对应的中间管箱为等径筒体或圆台形筒体。
3.根据权利要求2所述的一种自重密封的多联换热器，其特征是：位于最底部的换热模块的管壳外径最大，位于最顶部的换热模块的管壳外径最小；或：位于最底部的换热模块的管壳外径以及位于最顶部的换热模块的管壳外径均大于位于中间的换热模块的管壳外径。
4.根据权利要求1所述的一种自重密封的多联换热器，其特征是：所述中间管箱为普高管箱结构、增高管箱结构或缩短管箱结构，增高管箱结构的高度大于普高管箱结构的高度，缩短管箱结构的高度小于
5.根据权利要求4所述的一种自重密封的多联换热器，其特征是：所述中间管箱为缩短管箱结构，该中间管箱内设置有柔性连接管，柔性连接管的两端分别连通相邻两段换热模块的换热管。
6.根据权利要求4所述的一种自重密封的多联换热器，其特征是：所述中间管箱为增高管箱结构，该中间管箱内设置有过渡换热段，过渡换热段的高度与该中间管箱的高度相适配，从而使过渡换热段的两端部分别连通相邻两段换热模块的换热管，且过渡换热段与换热管之间设有提供轴向力的刚性密封连接结构。
7.根据权利要求4所述的一种自重密封的多联换热器，其特征是：所述中间管箱为增高管箱结构，该中间管箱侧壁设有壳程入口和壳程出口，且内部设置有板栅结构，板栅结构的高度与该中间管箱高度相适配，板栅结构设有连通相邻两段换热模块的换热管的过渡管程通道，板栅结构的上下两端经由内垫体顶住对应的管板。
8.根据权利要求1所述的一种自重密封的多联换热器，其特征是：壳程入口、壳程出口和端部管箱经由柔性结构与外部管道连接。
9.根据权利要求1所述的一种自重密封的多联换热器，其特征是：中间管箱与管板之间的密封面为平面配合、锥面配合、台阶配合或榫槽配合。
10.根据权利要求1或9所述的一种自重密封的多联换热器，其特征是：在所述密封面的外侧设置有填料函结构，填料函结构包括固定于管板外缘的围堰，围堰、中间管箱的外壁与管板的顶面共同围成环形的填料槽，填料槽中设有填充料，填充料的顶部设有填料保护盖。
...【技术特征摘要】
1.一种自重密封的多联换热器，包括依次串联的立式安装的多段换热模块，每段换热模块包括管壳和位于管壳中的管束，管壳设有壳程入口和壳程出口，管束包括位于管壳两端部的管板、位于管壳内且并列地穿设固定于两端管板之间的多条换热管、安装在多条换热管上的折流板、以及连接管板与折流板的拉杆；相邻两段换热模块的管板之间设有中间管箱，从而将多段换热模块的换热管相串联连通；位于两端的换热模块连接有端部管箱；其特征是：
2.根据权利要求1所述的一种自重密封的多联换热器，其特征是：相邻两段换热模块的管壳外径相同或不相同，对应的中间管箱为等径筒体或圆台形筒体。
3.根据权利要求2所述的一种自重密封的多联换热器，其特征是：位于最底部的换热模块的管壳外径最大，位于最顶部的换热模块的管壳外径最小；或：位于最底部的换热模块的管壳外径以及位于最顶部的换热模块的管壳外径均大于位于中间的换热模块的管壳外径。
4.根据权利要求1所述的一种自重密封的多联换热器，其特征是：所述中间管箱为普高管箱结构、增高管箱结构或缩短管箱结构，增高管箱结构的高度大于普高管箱结构的高度，缩短管箱结构的高度小于普高管箱结构的高度。
5.根据权利要求4所述的一种自重密封的多联换热器，其特征是：所述中间管箱为缩短管箱结构，该中间管箱内设置有柔性连接管，柔性连接管...
【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：
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