[實用新型]一種大型繞管式換熱器雙層中心筒結構

有效

• 申請號: 201621038688.3
• 申請日: 2016-09-06
• 公開（公告）號: CN206160793U
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 于旺;陳杰;梁成坡;秦留軍;詹志成;于浩;浦暉;鹿來運;蘇清博;密曉光
• 申請（專利權）人: 開封空分集團有限公司;中海石油氣電集團有限責任公司
• 主分類號: F28F9/00
• 分類號: F28F9/00
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司41102
• 代理人: 亢志民

技術領域

本實用新型涉及繞管式換熱管換熱領域，尤其涉及一種大型繞管式換熱器雙層中心筒結構。

背景技術

繞管式換熱器被廣泛應用于低溫甲醇洗、空氣分離、LNG、加氫裂化等領域。傳統繞管式換熱器單臺設備重量較輕，中心筒僅采用單層結構就能實現芯體的支撐，并且保持較好的受力情況。對應用于天然氣液化流程中的繞管式換熱器，隨著天然氣液化能力向大型化發展，由100萬噸LNG/年增長至780萬噸LNG/年，用于天然氣液化的繞管式換熱器設備也向大型化發展，單臺設備的重量由200噸增加至近千噸。對此類繞管式換熱器，傳統的中心筒結構型式已無法滿足對設備的支撐要求。

以LINDE和APCI為代表的國外大型繞管式換熱器企業，已開展了該技術的相關研究，但未見其對相關研究成果進行報道，該問題嚴重制約了我國大型繞管式換熱器的發展，因此，亟待提出相應的解決方案，實現我國繞管式換熱器的大型化。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術中的不足提供一種解決大型繞管式換熱器芯體固定問題的大型繞管式換熱器雙層中心筒結構。

本實用新型的技術方案是這樣實現的：一種大型繞管式換熱器雙層中心筒結構，包括芯體、筒體、管箱、支座和吊耳，所述芯體包括第一層中心筒和第二層中心筒，所述第一層中心筒的兩端焊接管板，所述第一層中心筒上設置有若干層一級換熱管；所述第一層中心筒上均勻焊接有若干垂直于第一中心筒中心線的筋板；所述第二層中心筒設置在最外層的一級換熱管外部，所述第二層中心筒與筋板焊接，所述第二層中心筒的另一端也焊接有均勻垂直焊接在第一層中心筒上的筋板，所述第二層中心筒上也設置有若干層換熱管。

所述的第一層中心筒、第二層中心筒及所述的換熱管的外表面均焊接有用于支撐與其相鄰的換熱管的墊條。

所述換熱管上設置有管箍，所述管箍卡緊換熱管后焊接在靠近中心筒的與該換熱管相鄰的墊條上。

在大型繞管式換熱器換熱管繞制前，計算雙層中心筒的結構型式。確定第一層中心筒的直徑、長度和厚度，筋板的規格(筋板長度、寬度、厚度和數量等參數)。第一層中心筒與管板焊接，然后在第一層中心筒上繞制換熱管。根據繞管式換熱器芯體重量和長度，確定第一層中心筒的直徑、長度和厚度，設計原則是控制中心筒的撓度ω_max1和最大彎曲應力σ_max1，最大撓度ω_max1控制在1％～5％，最大彎曲應力σ_max1控制在σ_max1≤0.8[σ]，[σ]-中心筒材料許用應力。筋板的作用是承受第二層中心筒和繞制在第二層中心筒上的換熱管、墊條和管箍的重量，設計原則是控制筋板與第一層中心筒連接處的應力σ_max2，控制σ_max2≤0.9[σ]，控制筋板最大彎曲應力σ_max3，σ_max3≤0.8[σ]。控制筋板的最大撓度ω_max2，最大撓度ω_max2控制在1％～5％。為了保證筋板的均勻受力，筋板在第一層中心筒上均勻布置，并保證筋板與第一層中心筒的焊縫焊腳高度。