[實用新型]一種空冷器管箱密封系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2010-11-22
• 公開（公告）號: CN201993024U
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發(fā)明（設計）人: 李群生;張國信;胡慶均;陳少慶;陳奎顯
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石化集團洛陽石油化工工程公司
• 主分類號: F28F9/18
• 分類號: F28F9/18
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 郭中民

技術領域

本實用新型涉及一種用于石油、化工、煤化工和氣體加工領域的空氣冷卻器(簡稱空冷器)管箱，具體地說涉及一種石油化工裝置中的空冷器管箱密封系統(tǒng)。

背景技術

空冷器在石油化工領域中廣泛應用，大量采用絲堵式管箱結構。絲堵式空冷器包括出入口管、絲堵板、絲堵、頂板、底板、端板、管板、換熱管及其散熱翅片等部件。絲堵式空冷器因泄漏而導致火災等安全事故時有發(fā)生，給企業(yè)帶來較大經(jīng)濟損失。絲堵式空冷器泄漏產(chǎn)生的主要原因為：(1)絲堵板通常需要鉆大量帶有螺紋的工藝孔用于換熱管與管板的焊接，管箱制造完畢后再用絲堵將所有的工藝孔堵死，使其承受介質(zhì)壓力而不能泄漏。絲堵板上的絲堵在擰緊過程中與絲堵墊片發(fā)生相對運動，對于承受介質(zhì)壓力的管箱，必須施以較大的絲堵力去壓緊絲堵墊片，容易破壞絲堵墊片的表面質(zhì)量而導致密封失效。同時絲堵上的密封面與絲堵軸線垂直度的制造偏差也常導致密封失效。(2)空冷器管箱在冷卻介質(zhì)腐蝕性較強時，會引起絲堵墊片和絲堵的功能失效。另外，換熱管與管板的焊接接頭是通過絲堵工藝孔來完成的，由于操作空間狹小，接頭的焊接質(zhì)量不能特別好地保證，在腐蝕介質(zhì)作用下，焊接接頭的缺陷位置就容易產(chǎn)生泄漏。

近年來，原油的劣質(zhì)化使得石油化工裝置中的中低壓空冷器腐蝕嚴重，導致空冷器面臨管箱材質(zhì)升級問題。目前國內(nèi)外普遍采用整體提高管箱材質(zhì)的方法，選擇抗腐蝕性更好的高合金材料，但高合金材料不僅價格昂貴，增加大量設備投資，而且供貨周期長。有時為節(jié)約成本，管箱基層采用低合金或者碳鋼材料，復層采用高合金材料復合或堆焊，但由于絲堵式空冷器管箱六塊板全為焊接結構，基層和復層的焊接質(zhì)量都要保證，在焊接最后一塊板時，只能在一面進行施焊，其焊接質(zhì)量很難達到要求，尤其是復層的耐腐蝕性能會大大降低。

經(jīng)檢索與本實用新型相關的現(xiàn)有技術有：CN201149459Y、CN201034449Y、CN201034448Y、CN201093920Y、CN200952913Y、CN2335116Y和US5431858A等，但這些專利所涉及的結構和形狀、以及解決問題的技術方案和理念都與本實用新型有本質(zhì)上的不同。

實用新型內(nèi)容

本實用新型提供了一種空冷器管箱密封系統(tǒng)，用于解決絲堵式空冷器管箱在介質(zhì)壓力作用下容易泄漏的技術問題。

本實用新型提供的空冷器管箱密封系統(tǒng)，呈箱形，主要由蓋板、頂板、兩塊端板、底板和管板構成，所述的蓋板、頂板、底板和管板為長方形，兩塊端板為長方形或正方形，頂板、兩塊端板、底板和管板之間以焊接相連；該密封系統(tǒng)還包括半焊接密封板、長方形的半焊接密封盤和法蘭環(huán)板，法蘭環(huán)板焊接于由頂板、兩塊端板和底板相焊形成的箱體外側(cè)；半焊接密封板為等厚長方形環(huán)，其四周內(nèi)端與頂板、兩塊端板和底板的端部相焊接，半焊接密封盤置于半焊接密封板上并在兩者的外端四周相焊接；蓋板蓋在半焊接密封盤上面并通過螺栓、法蘭環(huán)板上的螺栓孔與法蘭環(huán)板相連接。

通過采用半焊接密封板和半焊接密封盤，避免了采用帶絲堵工藝孔的絲堵板，解決了絲堵式空冷器的絲堵泄露問題，同時半焊接密封盤上面的蓋板可以起到承壓作用。

作為進一步改進的方案，所述的半焊接密封盤包括厚壁部分和薄壁部分，厚壁部分為半焊接密封盤的四周邊緣和中間區(qū)域，厚度為8mm～20mm；薄壁部分為半焊接密封盤的四周邊緣和中間區(qū)域之外的區(qū)域，厚度為3mm～8mm；半焊接密封盤的材料為高合金不銹鋼或鎳基合金。頂板、兩塊端板和底板的端部和內(nèi)部設有復層，端部的復層為堆焊層，內(nèi)部的復層為復合層或堆焊層，其材料與半焊接密封盤相同或相近。半焊接密封板的材料同樣與半焊接密封盤相同或相近。

半焊接密封盤的厚壁部分起剛性穩(wěn)定作用，薄壁部分起柔性變形協(xié)調(diào)作用，半焊接密封盤與半焊接密封板在兩者的外端四周相焊接，由于材料均為高合金不銹鋼或鎳基合金從而起到硬密封的作用。

作為再進一步改進的方案，所述的管箱密封系統(tǒng)還包括設于頂板、兩塊端板和底板內(nèi)部的定位框架、定位螺栓以及設于定位框架和半焊接密封盤之間的支架；定位框架、定位螺栓和支架的材料為高合金不銹鋼或鎳基合金。

所述支架用于定位半焊接密封盤的薄壁部分，定位螺栓用于定位框架的定位，支架、定位螺栓和定位框架的共同作用可使半焊接密封盤與蓋板緊密貼合，防止半焊接密封盤受介質(zhì)沖擊而引起密封失效。

作為更進一步改進的方案，所述的管箱密封系統(tǒng)還包括設于管箱內(nèi)部的分程隔板和固定于分程隔板上的密封板。所述的密封板為多層薄板，每層薄板厚0.1mm～0.3mm，材料為高合金不銹鋼或鎳基合金，通過螺栓固定于分程隔板上。

密封板用于分程隔板的密封。