【技术实现步骤摘要】
本技术属于石油工业的加热炉，具体为一种双管板u型管式换热器及加热炉。
技术介绍
1、在天然气开采和天然气集输领域，天然气加热炉是一种广泛应用的重要技术装备。由于天然气埋藏很深(一般在地下3000-8000m)，对应深度的地层压力很高(一般可达10-100mpa)。高压力的天然气自井口采出后，必须先减压至较低压力(一般小于4mpa)，然后进行除水、净化、提取轻烃组分等深加工处理，达到商品天然气质量标准，才能销售使用。在天然气处理前需要将天然气减压至较低压力，将井口开采出的高达几十mpa的天然气减压至4mpa以内，按照工程热力学原理，由高压降至低压是一个近似绝热膨胀的过程，随着天然气压力降低、体积膨胀，天然气的温度会迅速降低。由于井产天然气中含有水、轻烃等杂质，在低温下会形成固体水合物(即可燃冰)，堵塞管路、阀门等，严重影响天然气的集输和加工处理。为避免水合物形成，在天然气减压前需要先将天然气加热至较高温度，以保证在随后的减压过程中，天然气温度高于水合物形成的临界温度。另外从长输天然气管道下载的高压天然气，在进入用户管网前也需要减压至较低压力，该过程也存在生成水合物的可能性，同样需要在减压前对天然气进行加热。
2、由于天然气易燃易爆的特性，天然气加热炉均采用间接加热方式，通过水浴和水蒸汽相变传热方式，加热换热器外壁，实现对换热管内流动的天然气进行加热。目前在用天然气加热炉有两种类型，小功率井口加热炉和大功率集输场站加热炉。小功率井口加热炉的换热器设计压力较高，一般在25-42mpa，换热器采用大管径的往复盘管式和螺旋盘管
技术实现思路
1、为解决上述
技术介绍
中的问题，本技术提供双管板u型管式换热器及加热炉，采用双管板单回程u型管束换热器来获得较小的管板直径，并通过楔形密封圈实现可靠密封问题。
2、本技术采用以下技术方案：
3、一种双管板u型管式换热器，包括u型管束、设置在u型管束两端的管板以及与管板连接的变径法兰；
4、管板与变径法兰之间通过楔形密封圈密封连接；
5、楔形密封圈具有内锥面和外锥面，管板上设有与内锥面配合密封的第一圆锥形密封面，变径法兰上设有与外锥面配合密封的第二圆锥形密封面。
6、进一步的，变径法兰上设有燃气进出口，燃气进出口的扩径端设置有防冲板，防冲板上开设有若干个与u型管束连通的燃气通孔。
7、进一步的，u型管束由多个换热管组成，多个换热管均弯制成u型结构，每个换热管的两端分别穿过两个管板上的管孔，两个管板分别焊接在换热管的两端。
8、进一步的，管板的内侧固定有第一换热筒体；第一换热筒体的内侧还设有与第一换热筒体固定的第二换热筒体。
9、进一步的，楔形密封圈为楔形金属密封圈，管板、楔形密封圈和变径法兰通过周向设置的若干个螺栓紧固连接。
10、进一步的，换热管的直径不大于32mm。
11、进一步的，换热管的材质为双相不锈钢或镍基耐蚀合金或碳钢。
12、进一步的，u型管束的最小弯曲半径不小于300mm。
13、本技术还提供一种加热炉，包括炉体，炉体具有前封头和后封头，炉体内设有炉胆和螺纹烟管，炉胆的前端与前封头连接，炉胆的后端与螺纹烟管的前端连接，螺纹烟管的后端与后封头连接；
14、炉体内位于炉胆和螺纹烟管的上方水平插设有如上述任意一项双管板u型管式换热器。
15、本技术还提供一种加热炉，包括炉体，炉体具有前封头和后封头，炉体内设有炉胆和螺纹烟管，炉胆的前端与前封头连接，炉胆的后端与螺纹烟管的前端连接，螺纹烟管的后端与后封头连接；
16、炉体的上方设有换热器壳程，换热器壳程通过蒸汽管和回水管与炉体连通，换热器壳程内水平插设有如上述任意一项双管板u型管式换热器。
17、与现有技术相比，本技术的有益效果为：
18、(1)本技术的双管板u型管式换热器采用双管板单回程的u型管束换热器可以获得较小的管板直径，且在管板和变径法兰之间设置楔形密封圈，在螺栓的预紧力作用下，楔形密封圈与管板和变径法兰之间产生足够大的接触应力，消除密封面的微观不平度，实现管板与变径法兰之间的可靠气密封，采用自紧金属密封原理，密封可靠、径向尺寸小、无泄漏、使用寿命长久、可耐受恶劣复杂工况。
19、(2)本技术的双管板u型管式换热器在变径法兰上设置有防冲板，防冲板可避免高压天然气流对管板焊接接头的冲蚀损伤。
20、(3)本技术的双管板u型管式换热器的u型管束的最小弯曲半径不小于300mm，足够大的弯曲半径使弯曲段管壁减薄量较小，对换热管承压能力减弱很小，提高了换热器的使用寿命。
21、(4)本技术的双管板u型管式换热器的换热管的直径不大于32mm，在耐腐蚀工况下采用价格昂贵的双相不锈钢或镍基耐蚀合金，可以节约大量的贵重合金材料，且采用小直径管可以在单位换热器体积条件下，获得更大的换热面积，有利于减小加热炉的整体材料，进而节约更多的钢材。
22、(5)本技术的双管板u型管式换热器只需采用一种换热管直径，通过改变管板直径，采用不同根数的换热管束就可以实现不同加热功率和加热流量，有利于实现加热炉的标准化设计和批量生产。
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1.一种双管板U型管式换热器，其特征在于，包括U型管束、设置在所述U型管束两端的管板以及与所述管板连接的变径法兰；
2.根据权利要求1所述的双管板U型管式换热器，其特征在于，所述变径法兰上设有燃气进出口，所述燃气进出口的扩径端设置有防冲板，所述防冲板上开设有若干个与所述U型管束连通的燃气通孔。
3.根据权利要求1所述的双管板U型管式换热器，其特征在于，所述U型管束由多个换热管组成，多个所述换热管均弯制成U型结构，每个所述换热管的两端分别穿过两个所述管板上的管孔，两个所述管板分别焊接在所述换热管的两端。
4.根据权利要求1所述的双管板U型管式换热器，其特征在于，所述管板的内侧固定有第一换热筒体；所述第一换热筒体的内侧还设有与所述第一换热筒体固定的第二换热筒体。
5.根据权利要求1所述的双管板U型管式换热器，其特征在于，所述楔形密封圈为楔形金属密封圈，所述管板、楔形密封圈和变径法兰通过周向设置的若干个螺栓紧固连接。
6.根据权利要求3所述的双管板U型管式换热器，其特征在于，所述换热管的直径不大于32mm。
7.根
8.根据权利要求4所述的双管板U型管式换热器，其特征在于，所述U型管束的最小弯曲半径不小于300mm。
9.一种加热炉，其特征在于，包括炉体，所述炉体具有前封头和后封头，所述炉体内设有炉胆和螺纹烟管，所述炉胆的前端与所述前封头连接，所述炉胆的后端与所述螺纹烟管的前端连接，所述螺纹烟管的后端与所述后封头连接；
10.一种加热炉，其特征在于，包括炉体，所述炉体具有前封头和后封头，所述炉体内设有炉胆和螺纹烟管，所述炉胆的前端与所述前封头连接，所述炉胆的后端与所述螺纹烟管的前端连接，所述螺纹烟管的后端与所述后封头连接；
...【技术特征摘要】
1.一种双管板u型管式换热器，其特征在于，包括u型管束、设置在所述u型管束两端的管板以及与所述管板连接的变径法兰；
2.根据权利要求1所述的双管板u型管式换热器，其特征在于，所述变径法兰上设有燃气进出口，所述燃气进出口的扩径端设置有防冲板，所述防冲板上开设有若干个与所述u型管束连通的燃气通孔。
3.根据权利要求1所述的双管板u型管式换热器，其特征在于，所述u型管束由多个换热管组成，多个所述换热管均弯制成u型结构，每个所述换热管的两端分别穿过两个所述管板上的管孔，两个所述管板分别焊接在所述换热管的两端。
4.根据权利要求1所述的双管板u型管式换热器，其特征在于，所述管板的内侧固定有第一换热筒体；所述第一换热筒体的内侧还设有与所述第一换热筒体固定的第二换热筒体。
5.根据权利要求1所述的双管板u型管式换热器，其特征在于，所述楔形密封圈为楔形金属密封圈，所述管板、楔形密封圈...
【专利技术属性】
技术研发人员：王锋，黄熙予，刘兆海，李子正，裴利艳，齐凤茹，
申请(专利权)人：唐山冀东石油机械有限责任公司，
类型：新型
国别省市：
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