CN107462091A - 管板式换热器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工技术领域，具体涉及到管板式换热器，其特征是：固定管板、折流板（14）、蝶型的封头（1）和膨胀节是主要的组成部分，在设计中发现折流板（14）在受力方面有明显的缺陷，对结构进行了改进，加强了支撑作用，蝶型的封头转角内半径r较小时，在实际生产中会发生折边区域的破裂，本发明从结构上进行了改进，扩大了过渡圆弧转角内半径r，改善了这种缺陷；固定管板在受力及焊接方面有明显缺陷，在结构与焊接边缘进行了设计；膨胀节与筒体焊接过程中会出现应力集中的现象，在设计结构上大大改进了这种现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种换热器的结构制造技术领域，特别涉及管板式换热器。
背景技术
换热器是化工、石油、动力、冶金、交通、国防等工业部门重要工艺设备之一，主要由壳体、管束、管板、折流挡板和封头等组成。管板式换热器主要优点是结构简单、紧凑、能承受较高的压力，造价低，管程清洗方便，管子损坏时易更换；在管板式换热器中，由于两流体的进出口的温度不同，当两种流体的温差较大时，会在壳壁和管壁中产生温差应力，引起设备的变形，甚至弯曲或破裂，一般当温差大于50℃时就应考虑在壳体上增加补偿圈或膨胀节，消除温差应力，达到保护换热器的作用。
在实践中发现折流板14在受力方面有明显的缺陷，对结构进行了改进，加强了支撑作用。蝶型的封头转角内半径r较小时，在实际生产中会发生折边区域的破裂，本发明从结构上进行了改进，扩大了过渡圆弧转角内半径r，改善了这种缺陷。
固定管板在受力及焊接方面有明显缺陷，在结构与焊接边缘进行了设计。膨胀节与筒体焊接过程中会出现应力集中的现象，在设计结构上大大改进了这种现象。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明采用的技术方案是提供管板式换热器，其主要结构包括：弓形的折流板14、固定管板45、封头1、U形膨胀节。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：所述的管板式换热器由1、封头，2、铭牌，3、铭牌鞍座，4、螺钉，5、接管，6、法兰PNO.6DN200RF，7、法兰PN1.0DN700RF，8、前管板，9、螺栓M20，10、螺母M20，11、垫片M20，12、定距管，13、拉杆，14、折流板，15、换热管，16、螺母M16，17、接管，18、法兰PN1.ODN50RE，19、后管板，20、垫片，21、吊耳，22、封头DN700，23、接管，24、法兰PN1.0DN300RF，25、筒体，26、支座，27、排液管，28、防冲板，29、列管排列，30、十字支撑结构，31、出水管口，32、进水管口，33、封头底板，34、扩大折边半径，35、十字交叉支架结构，36、工形结构，37、筒体外壁，38、加长加宽焊接面，39、管口，40、介质流向，41、焊缝，42、焊接母件，43、封头内部隔板焊接处，44、分隔板，45、固定管板和46、列管焊接处组成。
所述的管板式换热器，其特征在于：采用稳定的十字交叉支架结构35、局部扩大折边半径34、加长加宽焊接面38、固定管板45、折流板14、封头1和膨胀节的结构，用来提高换热器的性能。
所述的管板式换热器，其特征在于：折流板14是壳程内的主要元件，其作用主要是增加管间流体流速，提高传热效果，同时起支撑管束、防止管束振动和管子弯曲的作用，由于自身重力作用会导致折流板14的弯曲变形，折流板14的采用中间加强支撑的结构连接。
所述的管板式换热器，其特征在于：固定管板45是用来排布换热管并起着分隔管程、壳程空间的作用。薄管板有着节省材料的优点，适用于中、低压大直径的换热器中，前管板8和后管板19与换热器的壳体焊接在一起，管板中间不全部钻孔，在管板内部留有十字交叉结构35和列管排列29，改变受力情况，为改善管板的焊接问题，管板边缘采用工形结构36，扩大了焊接的面积。
所述的管板式换热器，其特征在于：折流板14的结构设计，折流板14是壳程内的主要元件,折流板14常用的形式是弓形，在流动中死区较少，结构比较简单，由单折流板14多组的组合构成。
所述的管板式换热器，其特征在于：封头1可采用整体锻造成型，也可以采用钢板冲压成型，蝶型的封头1折边半径结构进行优化，扩大了折边的半径，采用较大的圆与椭圆相连接。
所述的管板式换热器，其特征在于：膨胀节是安装在管板式换热器上的挠性构件，对管束与壳体间的变形差进行补偿，消除壳体与管束间因温差而引起的温差应力。但一般的U形膨胀节，在与筒体焊接的过程中会出现应力集中，为了改善这种现象，本发明中设计了U形膨胀节，它的特点是加长两边的焊接长度，加宽了两边的接触面积，这会大幅度的改善应力集中的现象。
本发明具有如下有益效果：采用折流板14能大幅度的提高对管子的支撑作用，提高换热效率。采用固定管板不仅可以提高对管子的支撑作用，而且可以提高焊接稳定性。采用U型膨胀节可以大大改善应力集中的现象。采用封头设计可以降低折边半径处产生的弯曲应力和环向应力，减少事故的发生。
附图说明
图1本发明管板式换热器立体结构标注示意图。
图2本发明弓形折流板的结构示意图。
图3本发明封头结构示意图。
图4本发明固定管板结构示意图。
图5本发明膨胀节结构示意图。
图6本发明焊接方式结构示意图。
图7本发明焊接方式结构示意图。
图8本发明焊接方式结构示意图。
图中：1、封头，2、铭牌，3、铭牌鞍座，4、螺钉，5、接管，6、法兰PNO.6DN200RF，7、法兰PN1.0DN700RF，8、前管板，9、螺栓M20，10、螺母M20，11、垫片M20，12、定距管，13、拉杆，14、折流板14，15、换热管，16、螺母M16，17、接管，18、法兰PN1.ODN50RE，19、后管板，20、垫片，21、吊耳，22、封头DN700，23、接管，24、法兰PN1.0DN300RF，25、筒体，26、支座，27、排液管，28、防冲板，29、列管排列，30、十字支撑结构，31、出水管口，32、进水管口，33、封头底板，34、扩大折边半径，35、十字交叉支架结构，36、工形结构，37、筒体外壁，38、加长加宽焊接面，39、管口，40、介质流向，41、焊缝，42、焊接母件，43、封头内部隔板焊接处，44、分隔板，45、固定管板，46、列管焊接处。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，凡是在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1、图2、图3所示，管板式换热器，其特征在于：高效的换热效率，稳定的支撑结构，同时可以通过局部放大来展现换热器的主要结构。主要涉及了固定管板45、折流板14、蝶型的封头1、膨胀节，在设计中发现折流板14在受力方面有明显的缺陷，对结构进行了改进，加强了支撑作用。
蝶型的封头转角内半径r较小时，在实际生产中会发生折边区域的破裂，本发明从结构上进行了改进，扩大了过渡圆弧转角内半径r，改善了这种缺陷，固定管板在受力及焊接方面有明显缺陷，在结构与焊接边缘进行了设计，膨胀节与筒体焊接过程中会出现应力集中的现象，在设计结构上大大改进了这种现象。
所述的管板式换热器，其特征在于：固定管板45是用来排布换热管并起着分隔管程、壳程空间的作用。薄管板有着节省材料的优点，适用于中、低压大直径的换热器中，前管板8和后管板19与换热器的壳体焊接在一起，管板中间不全部钻孔，在管板内部留有十字交叉结构35和列管排列29，改变受力情况，为改善管板的焊接问题，管板边缘采用工形结构36，扩大了焊接的面积。
所述的管板式换热器，其特征在于：膨胀节是安装在管板式换热器上的挠性构件，对管束与壳体间的变形差进行补偿，消除壳体与管束间因温差而引起的温差应力。但一般的U形膨胀节，在与筒体焊接的过程中会出现应力集中，为了改善这种现象，本发明中设计了U形膨胀节，它的特点是加长两边的焊接长度，加宽了两边的接触面积，这会大幅度的改善应力集中的现象。
所述的管板式换热器，其特征在于：折流板14的结构设计，折流板14是壳程内的主要元件,其作用主要是增加管间流体流速,提高传热效果，以引导流体横向流过管束，增加流体速度，增强传热；同时起支撑管束、防止管束振动和管子弯曲的作用。折流板14常用的形式是弓形，在流动中死区较少，结构比较简单，单折流板14用得最多。
所述的管板式换热器，其特征在于：在换热器壳程中排列许多的管子，由于随着列管的增加，弓形折流挡板所受的支撑力也越来越大，同时，随着介质流速的加大，弓形折流挡板所受的阻力也会增加，这会导致折流板14的弯曲变形，为防止这种情况的发生，对折流板14进行设计改造。通常折流板14会全部钻孔，在本发明中折流板14的设计采用中间加强支撑结构，采用这种折流板14不仅拥有传统折流板14的优势，而且弥补折流板14易变形的缺点。
Claims (5)
1.一种管板式换热器，其特征在于：采用稳定的十字交叉支架结构（35）、局部扩大折边半径（34）、加长加宽焊接面（38）、固定管板（45）、折流板（14）、封头（1）和膨胀节的结构，用来提高换热器的性能。
2.一种管板式换热器，其特征在于：折流板（14）是壳程内的主要元件，其作用主要是增加管间流体流速，提高传热效果，同时起支撑管束、防止管束振动和管子弯曲的作用，由于自身重力作用会导致折流板（14）的弯曲变形，折流板（14）的采用中间加强支撑的结构连接。
3.一种管板式换热器，其特征在于：固定管板（45）是用来排布换热管并起着分隔管程、壳程空间的作用，薄管板有着节省材料的优点，适用于中、低压大直径的换热器中，前管板（8）和后管板（19）与换热器的壳体焊接在一起，管板中间不全部钻孔，在管板内部留有十字交叉结构（35）和列管排列（29），改变受力情况，为改善管板的焊接问题，管板边缘采用工形结构（36），扩大了焊接的面积。
4.一种管板式换热器，其特征在于：折流板（14）的结构设计，折流板（14）是壳程内的主要元件,折流板（14）常用的形式是弓形，在流动中死区较少，结构比较简单，单折流板（14）多组构成。
5.一种管板式换热器，其特征在于：封头（1）可采用整体锻造成型，也可以采用钢板冲压成型，蝶型的封头（1）折边半径结构进行优化，扩大了折边的半径，采用较大的圆与椭圆相连接。
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