[發明專利]一種全串聯板殼式熱交換器

有效

• 申請號: 201210241131.X
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN102721304A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 胡國棟;王紀兵
• 申請（專利權）人: 甘肅藍科石化高新裝備股份有限公司;上海藍濱石化設備有限責任公司;蘭州藍亞石油化工裝備工程有限公司;機械工業蘭州石油化工設備檢測所有限公司
• 主分類號: F28D9/00
• 分類號: F28D9/00;F28F9/00;F28F9/22
• 代理公司: 北京萬科園知識產權代理有限責任公司 11230
• 代理人: 杜澄心;張亞軍

技術領域

本發明屬于板殼式熱交換器技術領域。

背景技術

板殼式熱交換器是目前國際上先進的熱交換器，具有耐壓高、換熱效率高的優點。隨著設備向大型化的發展，熱交換器板束在高溫下的熱膨脹量也隨之增加，導致板片薄弱部位出現彎折、焊縫開裂、甚至板片出現被撕裂的現象。究其因，板束沿筒體縱向布置，在縱向由于板束的尺寸長，在高溫下產生的膨脹變形量很大。由于結構所限，在制造過程中板束的兩端只能被焊接固定在筒體內，這樣板束的兩端就受固定約束，因而會產生極大的熱應力，從而導致板殼式熱交換器失效。上述是制約板殼式熱交換器大型化的結構瓶頸性問題，因而傳統的板殼式熱交換器很難向大型化發展。為了提高板殼式換熱器的換熱能力，對多臺板殼式熱交換器進行簡單的串聯聯結，這樣做似乎能提高其換能力，但是由于壓降損失比較突出，要使設備正常運轉須在設備上增加多臺壓力泵，從而不但增加了設備的成本，同時還不利于節約土地資源，更不利于節能減排。尤其是在對舊裝置進行改造過程中，上述問題尤顯突出。

發明內容

本發明的目的是提供一種全串聯板殼式熱交換器，以解決傳統的多臺板殼式熱交換器進行簡單的串聯聯結，所存在的壓降損失比較突出，不但增加了設備的成本，同時還不利于節約土地資源，更不利于節能減排等技術問題。

本發明為了實現上述發明目的，采用技術方案如下：

一種全串聯板殼式熱交換器，包括由筒體、筒體兩端的上、下封頭組成的承壓元件、安裝在筒體內的板束、安裝在筒體及封頭上的兩種流體出、入口的接管；板束的上、下兩端分別為第一流體的出、入口，兩側分別為第二流體的通道；其特征在于，所述全串聯板殼式熱交換器采用若干級筒體串聯方式布置，各級筒體通過設備法蘭用螺栓固定聯結；各級筒體之間安裝有由流體分布器組成的穩定第一流體壓頭的通道；第二流體通道通過各級筒體的旁路接管連通。

所述流體分布器由上、下擋板、引流管和膨脹圈構成；引流管焊接在上、下擋板之間，采用螺旋狀分布；膨脹圈焊接在上、下擋板之間的外周側面上；在上、下擋板、引流管、膨脹圈構成的空間內置有起穩定流量、壓力作用的填充物。

所述填充物采用塑料材料。

所述第一流體為熱介質，采用直進直出，即板束兩端的第一流體出、入口分別與上、下封頭上的接管相對應，第二流體為冷介質，采用側進側出，即第二流體的出、入口分別與筒體側面的接管相對應。

在最低一級的筒體上設有支撐整個設備重量的裙座，裙座由裙座錐體、加強圈、蓋板、地腳環、加強筋板構成；加強圈的內徑與筒體的外徑相等，加強圈焊接在筒體上；裙座錐體的上部焊接在加強圈的下部，裙座錐體的下部采用搭接的方式焊接在地腳環上；蓋板、加強筋板焊接在裙座錐體上。

所述各級筒體的上、下部位，各布置兩個用于第二流體流通的旁路接管，形成兩個旁路接管通道，所述兩個旁路接管通道在相對方位分布。

所述各級筒體上、下部位，各布置一個用于第二流體流通的旁路接管，形成一個旁路接管通道，該旁路接管通道的上、下兩個接管為同方位分布，或相向方位分布。

所述筒體采取二級布置或兩級以上布置。

本發明所取得的有益效果：

本發明全串聯板殼式熱交換器與多臺傳統板殼式熱交換器串聯的比較：以本發明的三段式全串聯板殼式熱交換器為例，要完成同樣的換熱量，相同內徑的傳統板殼式熱交換器串聯則需三臺，這里為比較方便起見，設定兩種熱交換器的內徑同為2000mm，筒體厚度同為32mm，全串聯板殼式熱交換器設備總高24m，單臺傳統板殼式熱交換器設備總高8m，單個封頭重2.17噸，單個流體分布器重0.74噸，裙座及封頭的規格尺寸一樣，表1為兩種熱交換器的比較情況，可見：本發明全串聯板殼式熱交換器占地面積小，重量輕，節省原材料。

本發明全串聯板殼式熱交換器由于采用分段板束，因而降低了板束上的熱應力，保證了板束在高溫下運行的可靠性。使得板殼式熱交換器適應高溫、高壓等高參數工況的能力大大提高，能實現板殼式熱交換器的大型化。同時很好地解決了場地空間受限對改造裝置的影響。封頭、筒體、法蘭、接管均為同種金屬制造，易于焊接且焊縫質量可靠，組成板束的元件板片由于為薄金屬件制造，因而重量輕，結構緊湊，節省原材料，生產成本低，經濟效益顯著。

附圖說明

圖1為本發明的全串聯板殼式熱交換器總圖。

圖2為本發明的全串聯板殼式熱交換器上封頭結構圖。

圖3為本發明的熱交換器上封頭與筒體的聯結圖。

圖4為本發明的熱交換器Ⅲ級筒體結構圖。

圖5為本發明的熱交換器Ⅱ級筒體結構圖。