CN105699201A - 高压浮头式换热器壳程试压装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高压浮头式换热器壳程试压装置，该装置分为左右两部分，左侧外法兰与右侧浮头密封法兰通过短节焊接连接，壳程圆筒连接外头盖侧法兰，外头盖侧法兰与外法兰下方通过O型圈A、O型圈B密封连接，两个O型圈沿轴向方向上下放置，浮头密封法兰右侧安装中间法兰，中间法兰的右侧安装密封压环，浮头密封法兰与中间法兰下方通过O型圈C、O型圈D密封连接，中间法兰与密封压环的下方通过O型圈E、O型圈F圈密封连接，所有的轴向和径向都采用了O型圈双道密封，本发明解决了一般试压装置结构复杂，密封性差，制造成本高，无法实现高压试压的弊端。
Description
技术领域
本发明涉及热交换器技术领域，特别是涉及高压浮头式换热器壳程试压装置。
背景技术
管壳式换热器属间壁式换热器，分管程与壳程，浮头式换热器是一种典型结构，主要用于管、壳程温差大，管束需要经常清洗场合，是炼油行业主要的换热器结构型式，相比于固定管板式和U形管式，浮头式换热器壳程试压十分困难，必须设计专用装置才能实现，大于10MPa的高压场合更加困难。中国专利CN202471517U和CN202648886U所设计的浮头式换热器试压装置，均采用外填料密封,其结构与GB/T151—2014标准相似。根据该标准规定：外填料函式热交换器壳程设计压力不易高于2.5MPa，因此有必要设计一种符合原设计理念，既可在制造企业使用，又可用于用户检修使用，制造相对简单，经济性好，可靠性高的高压浮头式换热器壳程试压装置是十分必要的。
发明内容
为了突破现有技术不足，本发明提供了高压浮头式换热器壳程试压装置，该密封结构可以实现试验压力大于10MPa，且结构简单，安全可靠，可用于浮头式换热器在制品和成品的壳程试压，特别对浮动管板端换热管接头泄漏检验十分有效。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种高压浮头式换热器壳程试压装置，包括高压浮头式换热器本体，其特征在于：高压浮头式换热器本体包括换热管、外法兰、浮动管板、螺柱、螺母、中间法兰、壳程圆筒、外头盖侧法兰、浮头密封法兰、密封压环和六个O型圈，壳程圆筒下方设置有定距管，定距管连接拉杆，拉杆前端通过螺母连接固定在支持板上，该装置分为左右两部分，左侧外法兰与右侧浮头密封法兰通过短节焊接连接，壳程圆筒连接外头盖侧法兰，外头盖侧法兰与外法兰通过螺柱连接，螺柱两头安装有螺母，外头盖侧法兰与外法兰下方通过O型圈A、O型圈B密封连接，两个O型圈沿轴向方向上下放置，浮头密封法兰右侧安装中间法兰，中间法兰的右侧安装密封压环，浮头密封法兰、中间法兰与密封压环通过螺柱连接，螺柱两头安装有螺母，浮头密封法兰与中间法兰下方通过O型圈C、O型圈D密封连接，两个O型圈沿轴向方向上下放置，中间法兰与密封压环的下方通过O型圈E、O型圈F圈密封连接，两个O型圈沿轴向方向上下放置，且O型圈C与O型圈F在同一径向位置上，所有的轴向和径向都采用了O型圈双道密封。
所述的技术方案中的外法兰端面加工有两处同心的环槽，环槽尺寸和间距根据O型圈尺寸确定；中间法兰和密封压环内径均开有45°锥角，侧面分别加工有环槽；密封压环内径开有的45°锥角和侧面上的环槽，也可放在中间法兰上。
所述的技术方案涉及的装置同样适于低压密封，除去中间法兰，轴向和径向都采用单道O型圈密封，即可满足低压要求。
具体来讲，密封依靠“Ш”型密封实现，即三个“径向”密封、一个“轴向”密封。三个“径向”分别是：O型圈B和O型圈A组成的密封对；O型圈C和O型圈D组成的密封对；O型圈F和O型圈E组成的密封对；一个“轴向”是：O型圈C和O型圈F组成的密封对。O型圈C、O型圈F既有“径向”，也有“轴向”密封功能。
本发明的有益效果是：由于采用O型圈密封，预紧和试压状态螺栓载荷较小，使法兰厚度大为减小。与现有技术采用整体锻件法兰相比，经济性要好的多；现有技术多采用唇型密封圈，填料密封等，这些密封件尺寸较大，因而密封函腔也较大，对法兰强度损伤也较大，而O型圈截面尺寸小，既可购买标准的，还可自制；按现有技术，试压装置无法达到10MPa以上的试验压力，而本发明采用双道O型圈（或更多）密封，可承受很高的压力，且安全可靠；现有技术中，有些只能在制造厂使用，无法用于现场装置内；本发明适用范围大。不仅可以在制造厂使用，也可用于现场装置内设备检修用。本发明高压、低压均适用，当用于低压时，“Ш”型密封变为“Ц”型密封。即去掉中间法兰（20），仅安装O型圈B（11）、O型圈F（22），即可实现密封。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
附图标记如下：1、壳程圆筒2、定距管3、拉杆4、支持板5、螺母6、螺柱7、外头盖侧法兰8、O型圈A9、外法兰10、O型圈B11、换热管12、短节13、浮动管板14、O型圈C15、O型圈D16、浮头密封法兰17、中间法兰18、O型圈E19、O型圈F20、密封压环。
具体实施方式
如图1所示，本发明涉及一种高压浮头式换热器壳程试压装置，包括高压浮头式换热器本体，其中高压浮头式换热器本体包括壳程圆筒（1）、螺母（5）、螺柱（6）、外头盖侧法兰（7）、O型圈A（8）、外法兰（9）、O型圈B（10）、换热管（11）、短节（12）、浮动管板（13）、O型圈C（14）、O型圈D（15）、浮头密封法兰（16）、中间法兰（17）、O型圈E（18）、O型圈F（19）、密封压环（20），壳程圆筒（1）下方设置有定距管（2），定距管（2）连接拉杆（3），拉杆（3）前端通过螺母（5）连接固定在支持板（4）上，该装置分为左右两部分，左侧外法兰（9）与右侧浮头密封法兰（16）通过短节（12）焊接连接，壳程圆筒（1）连接外头盖侧法兰（7），外头盖侧法兰（7）与外法兰（9）通过螺柱（6）连接，螺柱（6）两头安装有螺母（5），外头盖侧法兰（7）与外法兰（9）下方通过O型圈A（8）、O型圈B（10）密封连接，两个O型圈沿轴向方向上下放置，浮头密封法兰（16）右侧安装中间法兰（17），中间法兰（17）的右侧安装密封压环（20），浮头密封法兰（16）、中间法兰（17）与密封压环（20）通过螺柱（6）连接，螺柱（6）两头安装有螺母（5），浮头密封法兰（16）与中间法兰（17）下方通过O型圈C（14）、O型圈D（15）密封连接，两个O型圈沿轴向方向上下放置，中间法兰与密封压环的下方通过O型圈E（18）、O型圈F（19）圈密封连接，两个O型圈沿轴向方向上下放置，且O型圈C（14）与O型圈F（19）在同一径向位置上，所有的轴向和径向都采用了O型圈双道密封。
所述的高压浮头式换热器壳程试压装置的外法兰（9）端面加工有两处同心的环槽，环槽尺寸和间距根据O型圈尺寸确定。
所述的高压浮头式换热器壳程试压装置的中间法兰（17）和密封压环（20）内径均开有45°锥角，侧面分别加工有环槽。
所述的高压浮头式换热器壳程试压装置的密封压环（20）内径开有的45°锥角和侧面上的环槽，也可放在中间法兰上。
该装置同样适于低压密封，除去中间法兰，轴向和径向都采用单道O型圈密封，即可满足低压要求。
本发明的使用方法及工作原理是：首先，将留有加工余量的外法兰（9）、浮头密封法兰（16）与短节（12）焊接连接，焊接接头满足相关标准要求，焊接连接后，对焊接接头进行无损检测，合格后，加工两法兰端面平面环槽、螺孔，加工后的构件，满足承受试验高压的强度刚度要求，密封面粗糙度满足密封要求，加工后的构件的长度，应使浮头密封法兰（16）占据浮动管板（13）三分之一的长度，浮头密封法兰（16）与浮动管板（13）之间的间隙尽可能小。
按以上类似要求加工出中间法兰（17）、密封压环（20），将加工后的构件，环槽内先放入O型圈A（8）、O型圈B（10），吊装其与外头盖侧法兰（7）对齐，插入若干螺柱1（6），旋紧螺母1（5），使外法兰（9）端面与外头盖侧法兰（7）端面贴紧，即可实现“Ш”型密封的第一处双道密封。
将O型圈C（14）套入浮动管板（13），并贴靠浮头密封法兰（16）。然后，将环槽内已放入O型圈D（15）的中间法兰（17），穿入浮动管板（13），中间法兰（17）尽可能靠近浮头密封法兰（16）；按上述相同的顺序，安装O型圈F（19）、O型圈E（18）、密封压环（20），使中间法兰（17）、密封压环（20）螺孔与浮头密封法兰（16）螺孔对齐。插入若干螺柱（6），旋紧螺母（5），使密封压环（20）与中间法兰（17），中间法兰（17）与浮头密封法兰（16）端面相互贴紧，即可实现“Ш”型密封的第二处、第三处径向双道密封。同时，也完成了双道的轴向密封。此时，已完成所有的密封程序，即可注水试压了。
Claims (5)
1.一种高压浮头式换热器壳程试压装置，包括高压浮头式换热器本体，其特征在于：高压浮头式换热器本体包括换热管、外法兰、浮动管板、螺柱、螺母、中间法兰、壳程圆筒、外头盖侧法兰、浮头密封法兰、密封压环和六个O型圈，壳程圆筒下方设置有定距管，定距管连接拉杆，拉杆前端通过螺母连接固定在支持板上，该装置分为左右两部分，左侧外法兰与右侧浮头密封法兰通过短节焊接连接，壳程圆筒连接外头盖侧法兰，外头盖侧法兰与外法兰通过螺柱连接，螺柱两头安装有螺母，外头盖侧法兰与外法兰下方通过O型圈A、O型圈B密封连接，两个O型圈沿轴向方向上下放置，浮头密封法兰右侧安装中间法兰，中间法兰的右侧安装密封压环，浮头密封法兰、中间法兰与密封压环通过螺柱连接，螺柱两头安装有螺母，浮头密封法兰与中间法兰下方通过O型圈C、O型圈D密封连接，两个O型圈沿轴向方向上下放置，中间法兰与密封压环的下方通过O型圈E、O型圈F密封连接，两个O型圈沿轴向方向上下放置，且O型圈C与O型圈F在同一径向位置上，所有的轴向和径向都采用了O型圈双道密封。
2.根据权利要求1所述的高压浮头式换热器壳程试压装置，其特征在于：外法兰端面加工有两处同心的环槽，环槽尺寸和间距根据O型圈尺寸确定。
3.根据权利要求1所述的高压浮头式换热器壳程试压装置，其特征在于：中间法兰和密封压环内径均开有45°锥角，侧面分别加工有环槽。
4.根据权利要求1所述的高压浮头式换热器壳程试压装置，其特征在于：密封压环内径开有的45°锥角和侧面上的环槽，也可放在中间法兰上。
5.根据权利要求1所述的高压浮头式换热器壳程试压装置，其特征在于：该装置同样适于低压密封，除去中间法兰，轴向和径向都采用单道O型圈密封，即可满足低压要求。
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