[發明專利]一種具有動態隨緊密封折流板的換熱器

在審

• 申請號: 202210645832.3
• 申請日: 2022-06-08
• 公開（公告）號: CN114894009A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 陳孫藝
• 申請（專利權）人: 茂名重力石化裝備股份公司
• 主分類號: F28D7/16
• 分類號: F28D7/16;F28F9/24;F28F9/18
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 劉玉強

本發明涉及管殼式換熱器技術領域，具體涉及一種具有動態隨緊密封折流板的換熱器，包括管殼、管束和管箱，管束包括管板、多塊折流板、拉桿和多條換熱管，每塊折流板沿管殼徑向布置或相對管殼軸線傾斜布置，拉桿將多塊折流板沿長度方向分隔地固定；管殼的內壁為內圓錐面，多塊折流板的周邊與管殼的內壁緊貼配合，與現有技術相比，裝配成時折流板周邊與管殼就能貼緊配合，消除折流板周邊與管殼內壁之間的徑向間隙，運行中折流板周邊跟隨圓錐變形而位移，完成動態密封，減少殼程介質的短路，與傳統的折流板管束相比，提高介質折流效果，管束具有結構簡單、質量高及使用壽命長的特點。

技術領域

本發明涉及管殼式換熱器技術領域，特別是涉及適用于石油化工、煤炭化工、化肥工業、空調制冷、電力設施的熱交換的一種具有動態隨緊密封折流板的換熱器。

背景技術

現有技術中，管殼式換熱器是應用最為廣泛的一種熱交換器，管殼式換熱器又稱為列管式換熱器或者列管式冷凝器，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。

現有技術中的管殼式換熱器通常的結構如圖1所示，主要由管束1、殼體2、管箱3等主要構件組成，其中管束1是管殼式換熱器的核心構件，管束1通常由換熱管1-1、支持板(或者折流板)1-2、定距管拉桿組件1-3和管板1-4組成，成排的換熱管1-1通過支持板(或者折流板)1-2支承，其兩端穿進管板的管孔中，并與管板1-4相固定連接，從而保證接頭的密封性和強度，換熱管的兩端連通管箱3。定距管拉桿組件1-3將多塊折流板/支持板固定。

一方面，由圖1可知，傳統的管束的折流板周邊與支持板的周邊一樣，外圓直徑需要略小于筒體內直徑才能讓管束套進殼體內，折流板越多而且排布越緊密，兩塊折流板的間距窄，換熱管就越難順利穿過所有的折流板管孔，管束也同樣越難順利套進殼體內。除非折流板或支持板的外圓直徑明顯小于筒體內直徑，形成周邊大間隙，才能讓管束順暢套進殼體內，但是這樣會使殼體內的更多流體從管束周邊的間隙直接以短路的形式流過，不參與換熱管的換熱，換熱效率低下。特別嚴重的是靠進殼程進口的折流板，由于這里進來的流體壓力和動能最大，該處折流板在意外工況下容易被推歪變形，即便折流板與殼體內壁之間的間隙很小，在正常工況下也會產生很明顯的流體短路現象，成為防治殼程內部泄漏的關鍵。

另一方面，隨著社會經濟的發展，石油化工裝置的建設規模越來越大，國家發改委針對石化化工領域專門發布《石化化工重點行業嚴格能效約束推動節能降碳行動方案(2021-2025年)》，嚴禁新建1000萬噸/年以下常減壓，80萬噸/年以下石腦油裂解制乙烯，對其他石油化工裝置的產能下限也有類似要求。新建換熱器的結構尺寸不但突破GB/T 151—2014《熱交換器》標準中公稱直徑不超過4000mm的限制，而且還與反應器一體化組成環氧乙烷反應器、環氧丙烷反應器等等，處理量也越來越大。大尺寸的鉚焊結構件容易產生大的形位尺寸偏差，裝配時出現較大的間隙或者間隙不均勻，如果是臥式換熱器，管束在自重作用下會出現折流板及折流板上部與殼體內壁間隙最大、下部與殼體內壁間隙最小的狀況，形成的流態與設計要求偏差大。

最后一方面，隨著節能環保技術的發展，石油化工工藝深度加工的溫度越來越高，余熱回收充分利用的指標越來越嚴，需要減少管束內流程短路，提高換熱效果。

因此，針對上述現有技術中存在的問題進行改進具有工程意義。

發明內容

針對現有技術存在上述技術問題，本發明提供一種具有動態隨緊密封折流板的換熱器。

為實現上述目的，本發明提供以下技術方案：