CN106091753B - 一种高温高压防腐复合式热交换器 - Google Patents

一种高温高压防腐复合式热交换器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及热交换器技术，尤其是一种高温高压防腐复合式热交换器。它包含换热筒体、钛材换热管、左、右管板和左、右封头，其特征在于所述换热筒体由左、右换热筒体构成，在所述左、右换热筒体的内体上分别设有第一钛覆层和第二钛覆层，所述左、右换热筒体之间由左、右法兰密封连接，所述左管板和右管板为钛钢双面复合板，所述第一钛覆层与所述左管板中的左内钛覆层焊接，所述第二钛覆层与所述右管板中的右内钛覆层焊接。其目的是为了设计一种制造成本低、耐腐蚀的高温高压防腐复合式热交换器。与现有技术相比，热交换器为全复合式结构，所有部件同时满足耐高温、耐高压、耐腐蚀的技术要求，焊接操作方便，结构特征能够保证焊接质量。

Description

一种高温高压防腐复合式热交换器
技术领域
本发明涉及热交换器技术，尤其是一种高温高压防腐复合式热交换器。
背景技术
目前在高温、高压、强腐蚀环境情况下，热交换器的材料主要是选用相对应的金属纯材或合金，如：钽、锆、镍、钛、因克尔合金、哈氏合金、蒙乃尔合金等等。这些材料的一个共性就是材料价格高昂，制造成本相当高，限制了很多恶劣工况下的设备选用。
发明内容
本发明的目的是设计一种制造成本低、耐腐蚀的高温高压防腐复合式热交换器。
为了达到上述的目的，本发明采用以下技术解决方案：一种高温高压防腐复合式热交换器，它包含换热筒体、钛材换热管、左管板、右管板和左、右封头，其特征在于所述换热筒体由左换热筒体和右换热筒体构成，在所述左换热筒体和右换热筒体的内体上分别设有第一钛覆层和第二钛覆层，所述左换热筒体和所述右换热筒体之间由左、右法兰密封连接，所述左管板或右管板为钛钢双面复合板，所述第一钛覆层与所述左管板中的左内钛覆层焊接，所述第二钛覆层与所述右管板中的右内钛覆层焊接。
本发明为了进一步保证换热筒体与左、右管板之间的焊接强度，同时方便它们之间的焊接操作，对所述技术方案进行进一步设置：在所述左管板和右管板中的基层钢板上分别设有左堆焊环和右堆焊环，所述左堆焊环和右堆焊环分别与所述左换热筒体和所述右换热筒体的外端面相对应焊接。
本发明为了方便换热筒体的水平钛覆层与左、右管板上的垂直钛覆层之间的焊接操作，对所述技术方案进行进一步设置：所述第一钛覆层与所述左内钛覆层之间、所述第二钛覆层与所述右内钛覆层之间分别设有左钛材连接套和右钛材连接套，所述左钛材连接套一端与所述第一钛覆层焊接，另一端与左内钛覆层焊接，所述右钛材连接套一端与所述第二钛覆层焊接，另一端与所述右内钛覆层焊接。
本发明为了进一步降低换热筒体制造成本，同时降低钛覆层复合制造工艺，对所述技术方案进行进一步设置：所述左法兰与所述左换热筒体、所述右法兰与所述右换热筒体采用分体结构，所述左法兰由左法兰本体和设在所述左法兰内体和端面的第三钛覆层构成，所述左法兰本体与所述左换热筒体焊接，所述第三钛覆层与所述第一钛覆层焊接，所述右法兰由右法兰本体和设在所述右法兰内体和端面的第四钛覆层构成，所述右法兰本体与所述右换热筒体焊接，所述第四钛覆层与所述第二钛覆层焊接。
本发明为了进一步提高钛材换热管与其他部件焊接强度，对所述技术方案进行进一步设置：所述钛材换热管的左、右两端部通过钛材衬管与所述左管板和所述右管板联接，所述钛材衬管内端侧面与所述右内钛覆层焊接，所述钛材衬管外端侧面与所述右管板中的右外钛覆层焊接，所述钛材换热管的外端与所述钛材衬管的外端焊接。
本发明为了进一步提高热交换器防腐性能，对所述技术方案进行进一步设置：在所述左、右封头内体上设有第五钛材复层。
本发明为了防止腐蚀介质通过焊点浸入碳钢层中，保证热交换器使用寿命，对所述技术方案进行进一步设置：在所述右钛材连接套与所述第二钛覆层和右内钛覆层的焊接处以及在所述左钛材连接套与所述第一钛覆层和左内钛覆层的焊接处都设有钛材盖板。
本发明与现有技术相比具有的有益效果：由于换热筒体采用分体结构设计，使左、右换热筒体两内侧的钛覆层与左、右管板的内钛覆层能够得到焊接，焊接操作方便，结构特征能够保证焊接质量，它实现了全复合式热交换器的结构制造。由于左、右管板采用钛钢双面复合板以及换热筒体内体设有钛覆层，使热交换器无需全部选用金属纯材就能同时满足耐高温、耐高压、耐腐蚀的技术要求，而且制造成本低。
附图说明
图1为本实施例结构示意图。
图2为图1中A部位局部放大视图。
图3为图1中C部位局部放大视图。
图4为图1中B部位局部放大视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本实施例包含换热筒体、钛材换热管6、左管板2、右管板8和左、右封头1、9，
所述换热筒体由左换热筒体3和右换热筒体7构成，在所述左换热筒体3和右换热筒体7的内体上分别设有第一钛材复层31和第二钛材复层71(如图2、图3所示)，所述左换热筒体3和所述右换热筒体7之间由左、右法兰4、5密封连接，在所述左、右封头1、9内体上设有第五钛材复层19。
再如图2、图3所示，所述左管板2或右管板8为钛钢双面复合板，在所述左管板2和右管板8中的基层钢板21、81上分别设有左堆焊环14和右堆焊环13，所述左堆焊环14和右堆焊环13分别与所述左换热筒体3和所述右换热筒体7的外端面相对应焊接。
所述第一钛覆层31与所述左管板2中的左内钛覆层22之间、所述第二钛覆层71与所述右管板8中的右内钛覆层82之间分别设有左钛材连接套100和右钛材连接套10，所述左钛材连接套100一端与所述第一钛覆层31焊接，另一端与所述左内钛覆层22焊接，所述右钛材连接套10一端与所述第二钛覆层71焊接，另一端与所述右内钛覆层82焊接。
为了防止腐蚀介质通过焊点浸入碳钢层中，保证热交换器使用寿命，在所述右钛材连接套10与所述第二钛覆层71和右内钛覆层82的焊接处以及在所述左钛材连接套100与所述第一钛覆层31和左内钛覆层22的焊接处都设有钛材盖板12。
为了进一步提高钛材换热管与其他部件焊接强度，所述钛材换热管6的左、右两端部通过钛材衬管11与所述左管板2和所述右管板8联接，所述钛材衬管11内端侧面与所述右内钛覆层82焊接，所述钛材衬管11外端侧面与所述右管板8中的右外钛覆层83焊接，所述钛材换热管6的外端与所述钛材衬管11的外端焊接。
再如图4所示，为了进一步降低换热筒体制造成本，同时降低钛覆层复合制造工艺，所述左法兰4与所述左换热筒体3、所述右法兰5与所述右换热筒体7采用分体结构，所述左法兰4由左法兰本体41和设在所述左法兰内体和端面的第三钛覆层42构成，所述左法兰本体41与所述左换热筒体3焊接，所述第三钛覆层42与所述第一钛覆层31焊接，所述右法兰5由右法兰本体51和设在所述右法兰内体和端面的第四钛覆层52构成，所述右法兰本体51与所述右换热筒体7焊接，所述第四钛覆层52与所述第二钛覆层71焊接。
由于换热筒体采用分体结构设计，使左、右换热筒体两内侧的钛覆层与左、右管板的内钛覆层能够得到焊接操作，它实现了全复合式热交换器的结构制造。由于左、右管板采用钛钢双面复合板以及换热筒体内体设有钛覆层，使热交换器无需选用金属纯材就能同时满足耐高温、耐高压、耐腐蚀的技术要求，而且制造成本低。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变形和改进，如钛覆层可以采用钽覆层或锆覆层等，这些也应视为属于发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种高温高压防腐复合式热交换器，它包含换热筒体、钛材换热管(6)、左管板(2)、右管板(8)和左、右封头(1)、(9)，其特征在于所述换热筒体由左换热筒体(3)和右换热筒体(7)构成，在所述左换热筒体(3)和右换热筒体(7)的内体上分别设有第一钛覆层(31)和第二钛覆层(71)，所述左换热筒体(3)和所述右换热筒体(7)之间由左法兰 (4) 、右法兰(5)密封连接，所述左管板(2)或右管板(8)为钛钢双面复合板，所述第一钛覆层(31)与所述左管板(2)中的左内钛覆层(22)焊接，所述第二钛覆层(71)与所述右管板(8)中的右内钛覆层(82)焊接；在所述左管板(2)和右管板(8)中的基层钢板(21)、(81)上分别设有左堆焊环(14)和右堆焊环(13)，所述左堆焊环(14)和右堆焊环(13)分别与所述左换热筒体(3)和所述右换热筒体(7)的外端面相对应焊接；所述第一钛覆层(31)与所述左内钛覆层(22)之间、所述第二钛覆层(71)与所述右内钛覆层(82)之间分别设有左钛材连接套(100)和右钛材连接套(10)，所述左钛材连接套(100)一端与所述第一钛覆层(31)焊接，另一端与左内钛覆层(22)焊接，所述右钛材连接套(10)一端与所述第二钛覆层(71)焊接，另一端与所述右内钛覆层(82)焊接；所述左法兰(4)与所述左换热筒体(3)、所述右法兰(5)与所述右换热筒体(7)采用分体结构，所述左法兰(4)由左法兰本体(41)和设在所述左法兰内体和端面的第三钛覆层(42)构成，所述左法兰本体(41)与所述左换热筒体(3)焊接，所述第三钛覆层(42)与所述第一钛覆层(31)焊接，所述右法兰(5)由右法兰本体(51)和设在所述右法兰内体和端面的第四钛覆层(52)构成，所述右法兰本体(51)与所述右换热筒体(7)焊接，所述第四钛覆层(52)与所述第二钛覆层(71)焊接。
2.根据权利要求1所述的一种高温高压防腐复合式热交换器，其特征在于所述钛材换热管(6)的左、右两端部通过钛材衬管(11)与所述左管板(2)和所述右管板(8)联接，所述钛材衬管(11)内端侧面与所述右内钛覆层(82)焊接，所述钛材衬管(11)外端侧面与所述右管板(8)中的右外钛覆层(83)焊接，所述钛材换热管(6)的外端与所述钛材衬管(11)的外端焊接。
3.根据权利要求2所述的一种高温高压防腐复合式热交换器，其特征在于在所述左、右封头(1)、(9)内体上设有第五钛材复层(19)。
4.根据权利要求3所述的一种高温高压防腐复合式热交换器，其特征在于在所述右钛材连接套(10)与所述第二钛覆层(71)和右内钛覆层(82)的焊接处以及在所述左钛材连接套(100)与所述第一钛覆层(31)和左内钛覆层(22)的焊接处都设有钛材盖板(12)。
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