[發(fā)明專利]一種換熱器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210072963.3
• 申請日: 2012-03-19
• 公開（公告）號: CN102589324A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張賢安;王健良;胡興苗;劉利江;李軍杰
• 申請（專利權(quán)）人: 鎮(zhèn)海石化建安工程有限公司
• 主分類號: F28D7/00
• 分類號: F28D7/00;F28F1/02;F28F9/02
• 代理公司: 寧波誠源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 姚娟英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種換熱器，具體指一種應(yīng)用于如高溫高壓的臨氫裝置、加氫裂化和加氫精制裝置、重整和芳烴等煉油和化工裝置中的殼體和芯體不可拆的換熱器。

背景技術(shù)

換熱器是一種常見的換熱設(shè)備，其包括有芯體6’和殼體，殼體與芯體之間可以拆卸連接，也可以按需設(shè)計成不可拆結(jié)構(gòu)。其中不可拆式換熱器的殼體端部結(jié)構(gòu)一般包括筒體1’和位于筒體兩端的凸形封頭(球形封頭或橢圓形封頭)2’，且該凸形封頭的較大端口的直徑設(shè)計成與筒體口部直徑相同的結(jié)構(gòu)，如圖6所示，該凸形封頭的較小端口處設(shè)有管板5’，用于支撐芯體6’的端部，管板的外側(cè)焊接管箱7’，以作為管程出入口8’。采用這種端部結(jié)構(gòu)的換熱器，雖然也能實(shí)現(xiàn)換熱功能，但存在著以下缺陷：(1)由于凸形封頭的較小端口處要安裝管板，所以其較小端口的口徑不能過小，即凸形封頭的較小端口的口徑與較大端口的口徑較為接近，以至于該凸形封頭的軸向尺寸L不能過大，此時，管程介質(zhì)進(jìn)出口3’只能設(shè)置在筒體1’上，這使得管程介質(zhì)在進(jìn)入管體時，一方面在凸形封頭處易形成死區(qū)，另一方面，在管體的換熱有效區(qū)域內(nèi)易發(fā)生管程介質(zhì)的偏流且流動阻力不均勻、流速不一致的現(xiàn)象，結(jié)果將直接導(dǎo)致?lián)Q熱的不均勻，換熱器效率下降，壓降增大。因此，為了滿足后續(xù)工藝中對物流溫度的要求，常常在換熱器的下游增設(shè)加熱爐等輔助裝置，以進(jìn)一步提高物流的溫度。顯然，采用這種換熱器勢必會造成整個系統(tǒng)的龐大，且還提高了初期的投資成本和日后的運(yùn)行成本。(2)正因?yàn)閾Q熱器的端部空間有限，也無法在端部空間內(nèi)加設(shè)導(dǎo)流板、擋圈等輔助體，也就是說，無法改善殼程介質(zhì)的流動形態(tài)，無法有效地提高換熱器的換熱效率。(3)尤其是，采用這種端部結(jié)構(gòu)的換熱器，由于殼體的端口無足夠的空間來容納施工人員，因此，筒體與凸形封頭之間的焊接只能是單面焊，這將影響換熱器的選材，如當(dāng)殼體為復(fù)合鋼板材料、堆焊結(jié)構(gòu)，或殼體材料選為鉻鉬鋼等不適合單面焊的情形時，這種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)將使得換熱器變得無法制造，從而嚴(yán)重影響換熱器的設(shè)計開發(fā)和擴(kuò)展應(yīng)用。(4)在焊接后，檢試人員也無法進(jìn)入管體端部進(jìn)行檢驗(yàn)和無損檢測。焊接后，若在焊接部位需要熱處理時，只能采用外側(cè)加熱模式，并且對于不銹鋼芯體在熱處理過程中的敏化很難采取防護(hù)措施。同樣，設(shè)備在日后維護(hù)時，也無法讓檢修人員進(jìn)入到殼體內(nèi)進(jìn)行作業(yè)，因此日后維護(hù)起來也非常的不便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種便于施工、維護(hù)，能改進(jìn)殼程介質(zhì)流動狀況且還能擴(kuò)展換熱器用材范圍的換熱器。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種換熱器，包括有管體和位于管體內(nèi)且兩端用管板支撐的芯體以及設(shè)置在管體上的管程介質(zhì)進(jìn)出口，其中管體又包含有筒體和位于筒體兩端的凸形封頭，其特征在于：所述的筒體與凸形封頭之間還設(shè)置有兩端口口徑不等的異徑管體，該異徑管體的大口徑端口與所述的凸形封頭相對接固定，該異徑管體的小口徑端口與所述的筒體相對接固定，并且所述的管程介質(zhì)進(jìn)出口設(shè)置在所述的凸形封頭上。

作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述的異徑管體可以包括有環(huán)狀主體，該環(huán)狀主體的內(nèi)、外邊沿分別沿軸向相背延伸而形成所述的小口徑端口和大口徑端口，且該環(huán)狀主體的厚度大于該異徑管體的兩端口的壁厚。這樣，可以合理設(shè)計環(huán)狀體的內(nèi)徑和外徑，就可以獲得所需的小口徑端口和大口徑端口，并且加工方便，同時該環(huán)狀主體也為作業(yè)人員提供了一站立的平臺。

在上述優(yōu)選方案中，所述環(huán)狀主體的內(nèi)、外邊沿處可以分別形成直角邊緣，使得內(nèi)、外邊沿處具有較好的強(qiáng)度，以適用于高壓工況中。當(dāng)然也可以使環(huán)狀主體的內(nèi)、外邊沿處分別設(shè)計成圓滑過渡結(jié)構(gòu)，以適用于低壓工況中，在滿足強(qiáng)度的同時，使管程介質(zhì)順暢流動。

當(dāng)遇到直徑較小的筒體時，作為本發(fā)明另一種優(yōu)選方案，所述的異徑管體也可以由管狀體和球冠體連接而成，并且在管狀體和球冠體的連接部位的壁厚大于該異徑管體的兩端口壁厚，使得直徑較小的筒體同樣可以適用于壓力較高的工況中。

在上述另一種優(yōu)選方案中，所述的球冠體內(nèi)還可以設(shè)置有鄰近于所述管狀體且環(huán)繞芯體的輔助平臺，借助于該輔助平臺，既可以方便作業(yè)，又可以防止在球冠體底部形成換熱死區(qū)。

在上述各方案中，優(yōu)選的是，所述異徑管體的大口徑端口的外周面可以設(shè)計成與所述的凸形封頭外周面相平滑銜接的弧面，使得殼程介質(zhì)的流動更加順暢。