[發明專利]一種列管式換熱器

無效

• 申請號: 201210049703.4
• 申請日: 2012-02-29
• 公開（公告）號: CN102564170A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 陳孫藝
• 申請（專利權）人: 茂名重力石化機械制造有限公司
• 主分類號: F28D7/06
• 分類號: F28D7/06;F28F11/02
• 代理公司: 東莞市華南專利商標事務所有限公司 44215
• 代理人: 雷利平

技術領域

本發明涉及裝備工程中的列管式換熱器技術，特別是涉及用于石油煉制與化工、煤化工、化肥工業、空調、空冷、電力設施的熱交換節能設備專用的一種列管式換熱器。

背景技術

現有技術中，列管式換熱器是應用最為廣泛的一種熱交換器，廣泛應用于化工、石油、醫藥、食品、輕工、冶金、焦化等領域中的“液——液”、“汽——汽”、“汽——液”熱交換的對流傳熱，以及蒸汽冷凝和液體蒸發傳熱等換熱冷凝流程。

現有技術中的列管式換熱器通常的結構如圖1所示，一般是由管束2、管殼3、管箱4等主要構件組成，其中，管束2是列管式換熱器的核心構件，管束2通常由換熱管1、支持板（或者折流板）和管板組成，成排的換熱管1通過支持板（或者折流板）支承，其兩端穿進管板的管孔中，并與管板相連接，從而保證接頭的密封性和強度。通過管束2與管箱4的隔板的組合，可以將換熱管1分成幾個流程，以便介質在換熱管1內來回流動，從而能夠延長換熱流程，增加換熱時間，充分地與管外的殼程介質換熱。上述管板與管殼3和管箱4等通過焊接或者法蘭螺栓加墊片的強制密封固定裝配即得一臺列管式換熱器。

當換熱管1管內的熱交換介質為冷介質，管外的熱交換介質為強制對流的煙氣時，則構成加熱爐方式；當換熱管1管內的熱交換介質為熱介質，管外的熱交換介質為強制對流的空氣時，則構成冷卻器方式；加熱爐方式和冷卻器方式均為熱交換器的一種熱交換方式。這種列管式換熱器的制造工藝較為成熟，安全性能也較高，是換熱設備中關鍵的能耗設備。

上述現有技術中的列管式換熱器在應用到惡劣工況時，為了避免流程物料的泄漏，其進出口接管即便口徑很小，通常設計成與管線直接對焊的方式，而不采用法蘭連接的方式；同樣，為了避免流程物料的泄漏，大口徑的管板與其兩側的管殼和管箱圓筒體進行焊接，這樣使得，管箱的端部就不能與端蓋之間也采用焊接的方式，主要考慮到方便檢修人員能從管箱的端部進去進行檢測管頭等修理工作。

隨之，人們一直致力于管箱的端部與管箱的端蓋之間除了焊接密封連接之外的更好的密封結構的研究。

雖然人們在上述密封結構的研究中做了長期的努力，形成了例如：T形槽金屬墊法蘭密封結構、薄壁Ω環結構的密封焊法蘭密封結構、螺紋鎖緊環密封結構等傳統強制密封結構；也形成了例如：B形環、C形環、O形環、楔形環、卡扎里密封、Bridgman密封等自緊密封結構。上述密封結構因強化效果還不夠，特別是隨著實踐應用的深入，人們發現這些結構本身也存在一些不利的地方。主要存在的問題是：

第一，結構復雜。螺紋鎖緊環換熱器管箱密封，其中所采用的壓緊板、密封板和螺栓均是易損件；當密封出現泄漏時，需要人工上緊螺栓進行調節補償，帶壓帶溫操作，使得操作麻煩又不安全。

例如，中國實用新型專利（授權公告號為：CN?201751794U）于2011年2月23日公開了“一種螺紋鎖緊環空冷器管箱”，其技術方案包括“由進出口接管、頂板、絲堵板、管板、端板組成，其特征是采用螺紋鎖緊環結構，在絲堵板上開較大的孔，里側采用墊片密封，外側設有密封板(8)和壓緊板(10)，壓緊板(10)外側為螺紋鎖緊環(6)，螺紋鎖緊環(6)的外圈制造成螺紋，與管箱絲堵板(4)的螺紋相連接，螺紋鎖緊環里設有壓緊環(7)。”?

第二，需要高水平的焊接。如薄壁Ω環結構的密封焊。

例如，中國實用新型專利（授權公告號為：CN201945238U）于2011年8月24日公開了一種“空冷器管箱密封裝置”?，其技術方案包括：“該裝置呈箱形，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；其特征在于，該密封裝置還包括歐米噶環密封板和長方形的歐米噶環密封盤，歐米噶環密封板和歐米噶環密封盤的四周外端均為半圓形歐米噶環；歐米噶環密封板為等厚長方形環，其四周內端與頂板、兩塊端板和底板的端部相焊接，歐米噶環密封盤置于歐米噶環密封板上并在兩者最外端半圓形歐米噶環頂部四周相焊接；蓋板蓋在歐米噶環密封盤上面并通過螺柱與頂板、兩塊端板以及底板的端部相連接。”

第三，結構龐大。如普通大法蘭型密封，法蘭和端蓋很厚，且無溫度補償調節。

第四，結構常開裂，不安全，維護困難。