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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