CN105333761B - 换热器管箱的集成结构 - Google Patents

Abstract

一种包含两台或两台以上换热器的管箱的集成结构。应用于化工、医药、食品生产装置中，同一路线上的物料与多种介质进行阶梯传热的领域。外观上多台换热器共用一个管箱，或将多个管箱直接连接，集中在一起。节省用于连接各管箱的管道、法兰等材料，节省管箱、大法兰、大平盖的材料，减少装置的泄露失效点和占地空间，节约综合投资成本和检修成本。管箱内部通过设置介质通道管，采用多种连接结构组合，解决管箱内件的相对密封、位移协调、安装、拆卸和检修等问题，改善承压部件工况条件，使装置易于大型化。本发明的结构同样适用于同一复杂设备中，带有与换热器管箱类似结构的各功能模块之间的集成。

Description

换热器管箱的集成结构

技术领域

本发明涉及化工、医药、食品生产装置中设备布置、换热器的工艺、结构、强度设计和建造、安装、运营维修的领域，特别涉及同一条物料线路上的介质通过两台或两台以上换热设备的管程，与壳程其它多种介质进行换热的领域。本发明将这些换热器的管箱集成在一起，节省占地空间，节省材料和建造成本，提高装置的可靠性和维护的便利性。本发明特别适用于放热反应器下游热量逐级回收的领域。

本发明的结构同样适用于同一复杂设备中，带有与换热器管箱相似结构的各功能模块之间的集成。

背景技术

在传统的化工、医药、食品生产装置中，当同一条物料线路上的介质，通过两台或两台以上换热设备的管程，与壳程其它多种介质进行逐级换热时，这些换热器往往分散的平布在厂区内，或叠放在框架上，通过压力管道，将介质从一台换热器管程的出口，导入到另一台换热器管程的进口。以图1所示为例，来自上游的工艺介质，经管道901，依次进入彼此独立的蒸汽过热器11、蒸汽发生器12、锅炉给水预热器13、原料换热器14、水冷器15，分别与饱和蒸汽、饱和锅炉水、锅炉给水、工艺原料、冷却水换热后，经管道906流向下游，达到工艺介质冷却和热量回收的目的。这5台换热器的管程之间分别通过压力管道902、903、904、905进行连接。

以上述5台换热器中的前3台11、12、13为例，如图2所示。尤其当上述来自上游的工艺介质处在高温、高压状况下时，每台换热器都包括独立的管箱110、120、130，管箱大法兰117、127、137，装拆内件和检修用的大平盖118、128、138。每台换热器的管程介质都从进口锻管111、121、131进入到换热部件113、123、133的进口空间112、122、132，通过换热部件与壳程介质换热后，到达换热部件的出口空间114、124、134，最后经由出口锻管115、125、135离开换热器。除上述组件外，上述换热器还分别包括管板119、129、139，分程隔板116、126、136，固定支座801和滑动支座802。众多独立的大小锻件消耗了大量的材料和建造成本，同时换热器11、12的管箱和法兰、平盖等承压部件工作在较高温度状态下，不仅成本高，也给设备大型化和稳定运行带来困难。

如图1所示，伴随着装置的大型化，工艺介质的流量加大，连接管道902、903、904、905的直径和壁厚随之加大，管道和管法兰需要消耗材料，同时由于弯管半径和降低管道对设备管口外载荷的要求，使得上述换热器之间需要拉开较大的距离，以满足配管空间的要求，从而需要占用更大的场地空间。此外，连接管道通过管法兰与设备的连接接头，成为潜在的泄漏源。较长的连接管道因为材料、腐蚀、焊接等原因，也可能过早失效，增加装置的停车次数和检修成本。

发明内容

本发明的目的，在于提供换热器管箱的一套集成结构，通过该套集成结构，将上述技术领域中的换热器集成在一起，大幅减小装置的占地空间，节省连接管道、管法兰的材料，减少潜在的失效点和泄漏源，节省管箱壳体、管箱大法兰、大平盖和进出口锻管的材料，减少装置大型化瓶颈。同时解决由集成引起的内件密封、安装、拆卸、检修、热位移协调和受力平衡等问题。

图1中的5台换热器，通过管箱集成结构集成在一起后，如图3所示，除第一台换热器进口外的管道901、最后一台换热器出口外的管道906外，其余4条连接管道都被节省下来。设备布置的更紧凑，大幅减小了这5台换热器的占地空间。因管箱集成所要求的换热器本身的结构也发生了改变，因此这5台换热器分别用21、22、23、24、25来表示，分别对应于图1中的11、12、13、14、15，设备名称、功能和上下游顺序均不变。

本发明同样可以将两台或两台以上换热器与其它设备共同集成在一起。以上游反应器20为例，如图4所示。反应器底部出口与换热器21的管箱进口直接相连，反应原料经过反应器反应放热后，依次通过集成在一起的蒸汽过热器21、蒸汽发生器22、锅炉给水预热器23、原料换热器24、水冷器25换热后，经由管道906流向下游，进一步节省了管道901。如果这5台换热器与下游设备集成在一起，则节省了管道906。

本发明所述的换热器管箱的集成结构，以3台换热器为例，分别是蒸汽过热器21、蒸汽发生器22、锅炉给水预热器23，如图5所示。外观上，换热器23的管板139与换热器22的管箱大法兰127直接连接，换热器23和换热器22共用同一个管箱120。换热器21的管箱大法兰117与换热器22的进口锻管法兰121直接连接，将换热器21的管箱110与换热器22、23的共用管箱120集成在一起。通过图5与图2的对比，上述集成结构节省下了图2中原换热器11上的大平盖118、出口锻管法兰115，原换热器12上的大平盖128、出口锻管法兰125，以及原换热器13上的管箱筒体130、管箱大法兰137、大平盖138、进口锻管法兰131。如果将大法兰117与进口锻管法兰121之间的法兰连接该用焊接替代，可以进一步节省这两个锻件的材料。

本发明所述的换热器管箱的集成结构，并没有改变所述的3台换热器的上下游次序和使用功能。如图5所示，与图2相比，图2中3台独立换热器中的分程隔板116、126、136，被图5中的集成换热器21、22、23体系中的集成介质通道管组件700所取代。工艺介质从换热器21的进口锻管111处进入，由介质通道管直接导入到换热器21的换热部件113的进口空间112，经换热部件113换热后，到达出口空间114；再经由通道管组件700中的纵向环腔进入到换热器22的换热部件123的进口空间122，经换热部件123换热后，到达出口空间124；再经由通道管组件700中的横向环腔进入到换热器23的换热部件133的进口空间132，经换热部件133换热后，到达出口空间134；最后通过设置在共用管箱120上的出口锻管135，流向下游。

在上述管程介质流动过程中，进口锻管111及其附近区域的操作温度最高，换热器21的管箱110的操作温度为换热部件113的出口温度，与原换热器11的管箱最高操作温度相比较低。换热器22与换热器23的共用管箱120和大法兰127的操作温度为换热部件133的出口温度，比原换热器12的管箱操作温度有大幅度降低。

上述换热器管箱的集成结构，需要通过在通道管组件700上使用三种类别的连接结构的组合，并通过必要的限位支撑结构，来满足换热器集成体系在操作过程中的各换热部件进出口空间的相对密封性、通道管组件700的运行稳定性，及其安装、拆卸、管箱检修的可行性和便捷性。这三种连接结构分别为：轴向装配、可轴向移动的A类连接结构，可旋进装备、调节旋入深浅的B类连接结构，可侧向装配就位、并通过连接件固定连接的C类连接结构。

上述A类连接结构包括：普通柱面型71，记为A-I型，如图7所示；环槽型72，记为A-II型，如图8所示；凸脊型73，记为A-III型，如图9所示；活塞环型74，记为A-IV型，如图10所示。上述B类连接结构包括：螺纹装配型75，记为B-I型，如图11所示。上述C类连接结构包括：普通板式法兰螺栓螺母连接结构76，记为C-I型，如图12所示；平面卡箍型77，记为C-II型，如图13所示；马鞍面卡箍型78，记为C-III型，如图14所示。

在上述柱面型连接结构71中，如图7所示：介质通道管711和714的端部是两小段机加工件712和713，内侧的端部712的外表面与外侧的端部713的内表面通过机加工成微间隙配合。安装时，通过上述加工件端部斜坡的导向就位，端部712和713利用准确预定位后焊接、外部承压件定位销定位、以及通道管711和714的薄壁挠性完成装配。操作时，管程进口工艺介质通过通道管711的内部进入到通道管714的内部，经换热后，出口工艺介质流经导管外部，同时会有一小部分介质经端部712和713之间的微间隙短路内漏。因间隙很小，相当于换热器分程隔板上的泪孔，使得经过间隙短路的介质流量很小，达到相对密封的效果。必要时可以通过略微增加换热部件的传热面积予以补偿短路损失。操作时，端部712可以在端部713内轴向滑动，消除内件与受压外壳之间的温差应力。

当上述柱面型连接结构71用于取热设备时，因内部进口介质温度高于外部出口介质，端部712的平均金属温度高于端部713的平均金属温度，两者的热膨胀差可以减小甚至消除微间隙的存在，进一步减少短路内漏。换热器进出口温差越大，端部内漏的微间隙越小。当设备停车检修时，温差消除，微间隙复原，便于结构分离。

在上述环槽型连接结构72中，如图8所示：本结构在上述柱面型结构71的基础上，在原内端部712外侧面开设若干条小的环槽或螺旋槽，形成端部722。目的是增加间隙泄露阻力，提高密封效果，用于内件密封要求较高的场合。出口通道管724采用扩径结构，用于贴近管板时，满足分程隔板的位置要求，或满足通道管724内部的检修要求。

在上述凸脊型连接结构73中，如图9所示：本结构在上述柱面型结构71的基础上，在原内端部712外侧面预留出若干条小的凸脊环，形成端部732。精加工端部732的凸脊顶部，可以与外侧端部713的内侧面达到过渡配合，减小间隙，提高了密封效果；同时因为凸脊的存在，减小了加工面积和安装、拆卸阻力。出口通道管734采用缩径结构，用于使内径与入口通道管711保持一致，或用于贴近管板时，满足分程隔板的位置要求。

在上述活塞环型连接结构74中，如图10所示：本结构在上述柱面型结构71的基础上，在原内端部712外侧面加工出2道以上的活塞环槽，形成端部742，与活塞环745和外侧端部743装配后，通过弹性活塞环745的回弹复位，消除微间隙，类似于内燃机气缸活塞，提高了密封效果，且装配力小于A-III型结构。同时因为活塞环745的刚度远小于外侧端部743，需要端部743与前述三种外端部713相比，具有较高抗变形能力。本结构对机加工的要求和成本略高于前三种，用在对换热器程间内漏短路控制较严格的装置中。

在上述螺纹装配型连接结构75中，如图11所示：本结构通常应用于分段过渡结构，将较长的介质导管分段，便于安装和取出；或在靠近管板处分割，增加管箱内的检修空间；或用于调节内件位置，便于减小A类连接的错位度，保障C类连接接头的准确就位和无应力装配。通道管端部的内、外螺纹副可以采用普通螺纹，当旋进调节范围不大时也可以采用管螺纹，密封效果均理想。

在上述普通板式法兰螺栓螺母连接结构76中，如图12所示：本结构是现有技术中常用的连接结构，用于管箱内件分段且有足够拧螺栓空间的场合。其中通道管711和714分别与带有均布螺栓孔的板式法兰762和763焊接，当介质工况允许且有较高密封要求时，板式法兰762和763之间可以采用带内包边的垫片767，增强密封效果。内侧螺母765点焊在法兰背面，必要时外侧螺栓766上采用止动垫圈768，防止螺栓震松脱落。

在上述平面卡箍型连接结构77中，如图13所示：本结构是C-I型的替代结构，用于安装空间有限的场合。机加工卡箍774与通道管711和714上的机加工端部法兰772、773之间形成迷宫密封，仅在贴合面和卡箍缺口处存在微量泄露。当介质工况允许且有较高密封要求时，法兰772、773之间可以选用带内包边的垫片767，提高密封效果。卡箍装配时内侧螺母765点焊在卡箍774的连接耳背面，必要时外侧螺栓766上采用止动垫圈768，防止震松脱落。因为通道管组件700仅承受压差作用，卡箍密封也可以采用板焊结构，板焊卡箍777与板式法兰775和776经平整后装配，降低制造成本。

在上述马鞍面卡箍型连接结构78中，如图14所示：本结构在C-II型卡箍密封的基础上，端部法兰782与783之间的贴合面为与管箱筒体同心的圆柱面，卡箍784与法兰782和783的外形均为马鞍形，配合面采用数控加工。这种特殊结构仅用于集成的换热器台数较多，通道管组件700的层次较多造成管箱内安装空间并无富余的场合，卡箍凸肩端面采用圆柱面配合，相比于平面卡箍的配合，因与管箱120连接的端部782上的弓形缺口的存在，减少了对于组件700的其它部分进出共用管箱120的阻挡。

在上述所有类型的连接结构中，都用到少量的机加工件，因为通道管组件仅承受压差作用，且接头处允许存在微量内漏，使得这些加工件造成的成本增加，远小于在承压壳体、锻件上节约的成本，更加小于因场地、连接管道和减少泄漏源所节约的综合成本。

当采用上述结构中A类结构时，因接头两侧的通道管之间没有轴向约束，当通道管组件700因压差的作用产生盲端推力时，应在失去约束的轴向上采用结构支撑，不使其它连接结构收到盲端推力的作用发生剪切变形甚至泄露失效。当通道管组件700在装配和运行工程中，自身的柔性不足以克服组件700与外压壳体之间的热膨胀位移差时，应在合适的位置设置一小段单波膨胀节，增加安装检修的便利性和操作的可靠性。

根据上述对于介质通道管组件中三类8种连接结构、结构支撑和安装操作位移协调的说明，阐述图5中所述的三台换热器21、22、23之间的集成在安装、检修过程中的实现途径，如图6所示。本说明书包括实施例仅阐述换热器集成体系因检修需要而采用的拆卸过程，安装过程总体顺序与拆卸过程相反。

如图6所示，当停车检修时，松脱换热器23管板139和共用管箱120的大法兰127之间的螺栓连接接头，换热器23依靠带有滚轮的鞍座803，在轨道基础804上被拖动向左，靠近管板139处的内件连接接头72是轴向型连接接头，可随之分离，即可实现对换热器23的检修。

如图6所示，在上述分离过程完成的基础上，将换热器21的支撑弹簧806销定，用千斤顶将弹簧806的支撑力转移到千斤顶上，移出支撑弹簧。松脱换热器21的管箱法兰117与换热器22的进口锻管法兰121之间的螺栓连接，利用千斤顶或吊索将换热器21缓缓降到支撑基础上，换热器21管箱内中心管上方的内件连接接头71是轴向型连接接头，可随之分离。参照图7所示，连接接头71的端部713会降到其附近平面卡箍型接头77的对接端面的下方，避免对整体取出通道管组件700的主体部分形成阻挡。如果换热器21为水平布置，则可像换热器23的分离过程一样将换热器21分离出去，旋出连接接头75，即可实现对换热器21的检修。

如图6所示，在上述分离过程完成的基础上，将共用管箱120内部上方和下方的两个平面卡箍型连接接头77松脱，再将靠近管板129处的平面卡箍型连接接头77松脱，因靠近管板129处的连接接头72是轴向型连接接头，此时可以将通道管组件700的主体部分通过大法兰127内的空间取出，即可实现对于换热器22的检修。当换热器21下降的空间不足以让其中心管的端部低于进口锻管法兰121的端面时，可以分段旋开该中心管上的旋进式连接接头75，将旋下的中心管上提进入共用管箱120内，通过大法兰127取出，即可实现对于换热器21的检修。

如图5和图6所示，如果共用管箱120内部空间允许，靠近管箱120上部和下部的连接接头77可以更改为C-I型连接接头76，如图12所示，使制造简化。如果通过热位移计算为必要，可以在图6中管箱120的上部连接接头77的下方或上方设置膨胀节，消除纵向安装应力和操作热位移引起的应力。可以将图6中靠近管板129处的平面卡箍型连接接头77更为轴向型连接接头71。应根据力学计算的需要，在介质通道管组件700的内部，或通道管组件700与外部承压元件之间，设置拉撑结构，使内件受力平衡，保障操作的安全性和稳定性。

本发明不仅适用于三台换热器的集成，也适用于两台、四台、五台以及更多台换热器的集成。集成的换热器体系也可以再与其它类型的设备直连。实现的原理和途径是：以图5中的共用管箱120为例，管箱120为轴向两端的换热器22和23所共用，上侧方为进口管111所占用，远侧方为出口管135所占用，下侧方与换热器21的管箱110通过法兰连接集成在一起，近侧方空置，还可以集成一台原料换热器24，形成四台换热器的集成体系；出口管135处可以集成一台管程数为奇数的水冷器25，介质经水冷器25换热后，经由水冷器25另一端的管箱进入下游，形成五台换热器的集成体系；进口管111处也可以集成一台管程数为奇数的换热器26，工艺介质从换热器26的另一端管箱流入六台换热器的集成体系。除上述途径外，将共用管箱120适当加长，可以集成更多的换热器，前提是“工艺路线需要，力学安全可靠，安装检修方便，场地、材料、设计、建造综合成本节约显著”。

本发明在实际执行的过程中，因为测压、测温装置和旁路控制的需要，会在共用管箱120和集成管箱上设置一些辅助管口，这些管口往往通过固定内伸管段，与设置在通道管组件700上的导管、套管采用类似于连接结构76或77的方式相连，客观上限制了共用管箱120的同一横截面上集成换热器的数量和装拆实现的难度。通过适当加大共用管箱120的长度，采用通道管组件700在管箱120的轴向方向上分段安装、取出的方式，可以消除大部分实现瓶颈。

换热器管箱集成结构所形成的设备体系，其支撑方式的一般原则为：水平布置的共用管箱120作为承压部件和集中受力部件，如图6所示，其靠近重型换热器的一端采用固定支座801支撑，另一端必要时采用滑动支座802支撑。共用管箱轴向方向的换热器，如果有抽出壳程壳体或整台设备的需要，应设置至少两个滑动支座802，如换热器22所示；如果壳程壳体与共用管箱固定在一起，根据计算，壳程壳体上可只设置一个滑动支座。共用管箱上、下侧面上集成的换热器，应设置弹性支座，包括支座805和弹簧806，有效支承集成换热器的自重，避免在共用管箱上产生较大的局部应力，如换热器21所示。共用管箱水平侧面上集成的换热器，应按轴向集成管热气的原则设置滑动支座。当水平换热器为重型换热器时，应将滑动支座底部加装滚轮803，使设备易于拖拽分离出去检修，同时降低操作时由支座底部的摩擦力对共用管箱产生的局部反推力。

当上述换热器集成体系与其它重型设备直连集成时，如图4所示，该重型设备上有固定支座800，则集成换热器共用管箱下方的固定支座应改为带导向的弹性支座，以消除集成换热器体系对上述重型设备的附加重力载荷。集成换热器体系中的立式换热器依然采用弹性支座，水平卧室换热器可以根据力学计算的结果采用弹性滑动支座或普通滑动支座。

本发明既适用于共用管箱120轴线呈水平布置的换热器集成体系，也适用于共用管箱120轴线呈竖直布置的换热器集成体系。

本发明既适用于同一物料线路上的介质被逐级取热后降温或深冷的装置，也适用于一物料线路上的介质被逐级给热后升温或气化的装置。

本发明既适用于高温高压装置，也适用于中压、低压、常压、真空以及中常温和低温装置。

与现有技术相比，采用本发明后：

原先分散的换热设备和其它设备可以集成在一起，节省厂区的占地面积，节省管道和管法兰等的材料，减少潜在的失效点和泄漏源，使装置变得更加可靠。

换热设备集成后，不仅不给设备检修带来困难，而且使设备检修变得方便快捷。利用新型连接结构，避免了原结构中繁琐的螺栓连接结构和分程隔板对检修的阻碍。减少打开承压壳体管箱、平盖的数量，减少吊具、拖具的使用，节省承压垫片更换数量。

换热设备集成后，尤其针对高压工况，因为节省了大量设备承压部件的材料，使设备本身的建造成本大幅降低。

换热设备集成后，尤其针对高温和超低温工况，可以将最苛刻的温度工况导入管箱内部，让管箱壳体和其它承压部件工作在对材料要求较低的温度状况下，节省材料成本，增强设备的安全性，利于设备的大型化。

附图说明

图1为现有技术装置中工艺流程示例简图。

图2为现有技术装置中三台换热器的结构示例简图。

图3为本发明的一种5台换热器集成工艺的示例简图。

图4为本发明的一种5台换热器与反应器集成的简图。

图5为三台换热器的管箱集成结构和介质流动路线简图。

图6为三台换热器集成体系中内件装卸和检修方案简图。

图7为新型的柱面配合轴向装配结构(A-I型)简图。

图8为新型的带环槽柱面轴向装配结构(AII型)简图。

图9为新型的带凸脊柱面轴向装配结构(A-III型)简图。

图10为新型的带活塞环轴向装配结构(A-IV型)简图。

图11为新型的螺纹旋进式装配结构(B-I型)简图。

图12为现有技术普通螺栓法兰装配结构(C-I型)简图。

图13为新型的平面卡箍装配结构(C-II型)简图。

图14为新型的马鞍面卡箍装配结构(C-III型)简图。

图15为本发明实施例1两台换热器共用管箱结构简图。

图16为本发明实施例2两台换热器可拆式集成结构简图。

图17为本发明实施例3两台换热器不可拆集成结构简图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创新特征、达成目的和功效易于理解，下面结合具体图示，对本发明作进一步阐述。

实施例1：

如图15所示，外观上，换热器31的管板119与换热器32的管箱大法兰127直接连接，换热器31和换热器32共用一个管箱120。通过图15与图2、图1的对比，上述集成结构节省下了图2中原换热器11上的管箱筒体110、管箱大法兰117、大平盖118、出口锻管法兰115，以及原换热器12上的大平盖128、进口锻管法兰121。同时节省了连接原换热器11出口锻管法兰115与原换热器12进口锻管法兰121的承压管道902及管道法兰，以及原有两台换热器11和12之间因配管而分散造成的占地空间。

如图15所示，工艺介质从换热器31的进口锻管111处进入，由介质通道管经弯管导入到换热器31的换热部件113的进口空间112，经换热部件113换热后，到达出口空间114；再经由通道管组件700中的横向环腔进入到换热器32的换热部件123的进口空间122，经换热部件123换热后，到达出口空间124；最后通过出口锻管125，流向下游。当这两台集成在一起的换热器需要停车检修时，松脱换热器31管板119和共用管箱大法兰127之间的螺栓连接接头，换热器31依靠带有滚轮的鞍座803，在轨道基础804上被拖动向左，与管板119相连接的两个内件连接接头71都是轴向型连接接头，可随之分离，即可实现对换热器31的检修。在上述分离过程完成的基础上，将共用管箱120内部上方的平面卡箍型连接接头77松脱，因靠近管板129处的连接接头71是轴向型连接接头，此时可以将通道管组件700的主体部分通过大法兰127内的空间取出，即可实现对于换热器32的检修。在实施过程中，需要采用外部连接支撑装置，限制通道管组件700在共用管箱120内、管口111中心位置附近的轴向位移，必要时应在连接接头77的上方或下方设置膨胀节，避免其余3个连接接头71由连接接头77所在管道的热膨胀造成的剪力作用，造成通道管组件700过量变形或破坏。

实施例2：

如图16所示，外观上，换热器41的管箱大法兰117与换热器42的进口锻管法兰121直接连接，将管箱110与共用管箱120集成在一起。通过图16与图2、图1的对比，上述集成结构节省下了图2中原换热器11上的大平盖118、出口锻管法兰115。同时节省了连接原换热器11出口锻管法兰115与换热器12进口锻管法兰121的承压管道902及管道法兰，以及原有两台换热器11和12之间因配管而分散造成的占地空间。

如图16所示，工艺介质从换热器41的进口锻管111处进入，由介质通道管直接导入到换热器41的换热部件113的进口空间112，经换热部件113换热后，到达出口空间114；因换热器41和42均为水平布置，介质再经由通道管组件700中的横向环腔进入到换热器42的换热部件123的进口空间122，经换热部件123换热后，到达出口空间124；最后通过出口锻管125，流向下游。当这两台集成在一起的换热器需要停车检修时，首先打开共用管箱120上的大平盖128；然后松脱换热器41的管箱法兰117与换热器42的进口锻管法兰121之间的螺栓连接，利用换热器41下方的滚轮支座在滑道上将换热器41拖动与换热器42分离，换热器41管箱内中心管上的内件连接接头71是轴向型连接接头，可随之分离。参照图7所示，连接接头71的端部713会随中心管被拖动到其附近平面卡箍型接头77的对接端面的外侧，避免对整体取出通道管组件700主体部分形成阻挡。在上述分离过程完成的基础上，将共用管箱120内部靠近两侧的两个平面卡箍型连接接头77松脱，再将靠近管板129处的平面卡箍型连接接头77松脱，此时可以将通道管组件700的主体部分通过大法兰127内的空间取出，即可实现对于换热器42的检修。当换热器41被拖离的空间不足以让其中心管的端部被拖到进口锻管法兰121端面的外侧时，可以分段旋开中心管上的旋进式连接接头75，将旋下的中心管经过共用管箱120内，通过大法兰127取出，即可实现对于换热器41的检修。这样可以减少换热器下方滑道基础的建设长度。

实施例3：

如图17所示，外观上，换热器51的管箱壳体110与换热器52的进口锻管121直接焊接，将管箱110与共用管箱120集成在一起，用于当修理人员可以经锻管121自由进出管箱110检修、且两台换热器的管箱不需要分离的场合。通过图17与图2、图1的对比，上述集成结构节省下了图2中原换热器11上的管箱大法兰117、大平盖118、出口锻管法兰115。同时节省了连接原换热器11出口锻管法兰115与换热器12进口锻管121的承压管道902及管道法兰，以及原有两台换热器11和12之间因配管而分散造成的占地空间。

如图17所示，工艺介质从换热器51的进口锻管111处进入，由介质通道管直接导入到换热器51的换热部件113的进口空间112，经换热部件113换热后，到达出口空间114；再经由通道管组件700中的纵向环腔进入到换热器52的换热部件123的进口空间122，经换热部件123换热后，到达出口空间124；最后通过出口锻管125，流向下游。当这两台集成在一起的换热器需要停车检修时，打开共用管箱120上的大平盖128，松脱靠近进口锻管111附近的两个螺栓法兰连接接头76，取出中间的短管节或膨胀节。若管箱内空间较小，不便于装拆，可将这两个螺栓法兰连接接头变更为平面卡箍连接接头77。在取出短节的基础上，将共用管箱120内部靠近进口锻管121和管板129的两个平面卡箍型连接接头77相继松脱，将通道管组件700的主体部分向上提，使得换热器51管箱内中心管上方的轴向连接接头71分离，再将通道管组件700挪动、旋转，通过大法兰127内的空间取出，即可实现对于换热器52的检修。在上述分离过程完成的基础上，可以通过旋进式连接接头75，分段旋开并经大法兰127内的空间取出换热器51的管箱110内的中心管，从而实现对于换热器51的检修。

通过对上述3个实施例的比较可知，实施例1中的结构形式，在换热器本身成本的节约上最为显著。当两台换热器中的上游换热器因传热工艺的要求必须竖直布置时，宜采用类似于实施例3的方案。当共用管箱120的位置受到上方直连的重型设备位置和厂区总体布置的共同限制，不宜采用同轴布置时，则宜采用类似于实施例2的方案，两台换热器成水平直角布置，在直角内部的空间可以根据流程布置立式设备，在不违背设备布置准则和安装检修便利性的基础上，使装置变得更加紧凑。本发明为工艺专业和设备布置专业提供了新的设备解决方案，设备的集成也有利于降低流程阻力，从而降低装置能耗。

以上说明描述和显示了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都属于本发明要求保护的范围。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种换热器管箱的集成结构，用于管箱集成的两台或两台以上换热器；所述换热器包括两组或两组以上相互独立的换热管束，相互独立的换热器壳程，所有换热器的管程介质均流动在同一条物料线路上，其特征是：所述的每台换热器的管箱集成在一起，所有换热器有一个共用管箱，其它管箱通过焊接、法兰与共用管箱直接连接，构成设备集成体系。

2.如权利要求1所述的换热器管箱的集成结构，其特征是管箱承压壳体外观上集中在一起，管箱之间没有较长的主要压力管道。

3.如权利要求1所述的换热器管箱的集成结构，其特征是：当共用管箱作为集成体系的中心部件时，采用固定支座支承，体系中的水平设备的重量采用滑动支座支承，立式设备的重量采用弹性支座支承，满足设备位移协调的要求；当共用管箱与竖向另一大型设备直接连接、且该大型设备上有固定支座时，共用管箱处采用带有导向的弹性支座支承；当大型设备与共用管箱在水平方向直连时，共用管箱采用滑动支座。

4.如权利要求1所述的换热器管箱的集成结构，其特征是集成管箱内部设置有介质通道管组件；介质通道管代替压力管道，将介质从集成体系外部导入到第一台换热器管程中换热部件的入口，再从该换热部件的出口导入到另一台换热器管程中换热部件的入口，最后从最末一台换热器的换热部件的出口导出到集成体系外部；在集成体系的管程中，温度最低的中、高温介质或温度最高的低温介质充满在承压管箱壳体内、介质通道管组件外的空间，避免管箱承压壳体工作在苛刻的温度状况下，降低承压部件的材料等级；介质通道管组件将管箱内的空间分割成与各台换热器中换热部件的进出口相连通的相对独立空间，各空间之间的相对密封状况良好，无内漏或只有微量内漏。

5.如权利要求1所述的换热器管箱的集成结构，其特征是介质通道管内、外设置辅助的支撑、定位和限位结构，减小操作工况下时的变形和震动；在工艺需要和空间允许时，通道管外包覆隔热材料和金属薄板，减少管箱内热能短路，提高换热器集成体系的传热效率。