CN201858911U - 一种u形管换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种U形管换热器，所述U形管换热器包括管板以及分别固定安装在其两侧的壳体和管箱，所述管板焊接在所述管箱的开口端并封住所述管箱的开口端，所述管箱的侧壁设有开口，所述管箱内设有固定安装的将其分为两个独立空间的分程隔板，所述开口与外部管道部件连通，所述分程隔板正对着所述开口的位置开设有检修孔，所述分程隔板上设有盖板，所述盖板处于闭合位置时封住检修孔。本实用新型的U形管换热器，不仅密封性能好，设备制造成本和维护成本大为降低。

Description

一种U形管换热器

技术领域

本实用新型涉及核电领域，更具体地说，涉及一种U形管换热器。

背景技术

U形管换热器是由管箱、壳体、管板等零部件组成。在同类设备中，U形管换热器重量较轻；同样直径情况下，U形管换热器换热面积最大，结构较简单、紧凑，在高温、高压下金属耗量最小。

在核工业中，需要用到热交换装置的场所非常多，且通常工作在管程压力高、介质密封要求严格、设备布置要求紧凑的情况下。U形管换热器是核工业中使用频率较高的一种换热装置。

如图1～3所示，现有的管箱由裙座支承的U形管换热器包括以下几部分：

管箱100：为内径大于1米的圆筒形腔室，筒体下部与椭圆形封头焊接，管箱100的顶部与管板300密封安装，管箱100内的分程隔板102将管箱100分成两个腔室，两个腔室通过固定安装在管板300上的U形管束400连通，两个腔室分别与管箱的进口和出口管道相连。管箱100内侧及U形管束400内侧的流体通道称为管程。

壳体200：一端开口，通过管板300密封。壳体200的顶部和底部分别设有壳程介质的进口和出口，壳体200内及U形管束400外侧的流体通道称为壳程。

管板300：用于封住壳体200的开口和管箱100的开口，管板300上设有固定安装的U形管束400，U形管束400位于壳体200内穿过并被固定在管板300上，U形管束400的两端分别与管箱100的两个腔室连通。U形管400束上设有若干块折流板401，U形管束400的管子端部被焊接或胀接的在管板300上，折流板401起支承U形管束400和折流壳程流体的作用。

裙座700：与管箱100底部的椭圆形封头焊接连接，裙座700支承整台换热器的重量，通过裙座700上的地脚螺栓将换热器固定在设备上。管箱100的椭圆形封头底部设有排净口，裙座700筒体内的排污管道701与排净孔连通，用于排净管箱内液体的作用。

在管程压力高、环境和操作条件要求对管程介质严格密封时，通常采用管板与管箱焊接连接的结构而不采用法兰密封的结构。当生产车间设备布置的场地狭窄、要求紧凑时，常将U形管换热器立置，立置的方式有裙座支承或耳式支承。

现有的U形管换热器实现管箱与管板采用焊接连接采用的方案主要有以下两个：

技术方案一：如图1a所示，管箱100一端开口，管箱100的开口端设有管箱法兰107，管箱100和管板300通过管板法兰301和管箱法兰107用螺栓连接在一起，管板法兰301和管箱法兰107之间设有焊接安装的圆形空腔式密封元件800。所述圆形空腔密封件800的局部放大图如图1b所示。上下两个圆形空腔式密封元件800的内侧分别与管板300和管箱法兰107焊接，外侧进行密封焊接，用以密封管板法兰301与管箱法兰107之间的泄漏通道。

采用这种结构的U形管换热器能满足对管程介质严格密封的要求，当U形换热管出现泄漏，需要进行堵管时，用薄砂轮片将圆形空腔式密封元件切开，将U形管组件与管箱分离，然后进行堵管。

对于技术方案一，虽然能很好地解决介质的泄漏问题，但施工步骤多、工作量大。具体步骤包括：拆除管板法兰和管箱法兰连接螺栓、切割圆形空腔密封元件、吊出U形管组件运至检修点、堵管、检漏、重新加工密封元件焊接坡口，合格后U形管组件运回现场吊装就位、焊接密封元件、重新装上连接管板与管箱的法兰螺栓等。

技术方案二：如图2所示，管箱100与管板300简单直接地焊在一起。虽然能很好地满足管箱密封严密的要求，但当出现换热管破损泄漏，因无法对泄漏的管子进行堵管，设备只能报废。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述U形管换热器不便于维修的缺陷，提供一种U形管换热器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种U形管换热器，所述U形管换热器包括一端开口的壳体、一端开口的管箱以及固定安装在壳体和管箱之间并封住二者的开口端的管板，所述壳体内设有固定安装的U形管，所述U形管穿过所述管板与所述管箱连通，所述管板焊接在所述管箱的开口端并封住所述管箱的开口端，所述管箱内设有固定安装的将其分为两个独立空间的分程隔板，所述管箱的侧壁设有开口，所述开口与外部管路连接，所述分程隔板正对着所述开口的位置开设有检修孔，所述分程隔板上设有盖板，所述盖板处于闭合位置时封住检修孔。

在本实用新型所述的U形管换热器中，所述盖板包括转轴，所述盖板通过转轴转动安装在所述分程隔板上。

在本实用新型所述的U形管换热器中，所述盖板的转轴转动安装在检修孔的下方。

在本实用新型所述的U形管换热器中，所述管箱的内侧设有固定安装的定位块，所述定位块位于所述开口的下方，所述盖板处于开启位置时，盖板的顶部放置在定位块的顶部。

在本实用新型所述的U形管换热器中，所述开口的直径大于400mm。

在本实用新型所述的U形管换热器中，所述开口与外部管路之间通过一个可拆卸的管道组件连接。

在本实用新型所述的U形管换热器中，所述开口外接密封安装的管道组件，所述管道组件分别通过法兰结构与所述开口以及外部管路相连。

在本实用新型所述的U形管换热器中，所述管道组件与所述开口尺寸匹配的进料接口、特殊法兰、通过所述特殊法兰固定安装在进料接口外侧且与所述进料接口连通的直管段、与所述直管段连通的弯头以及封住所述弯头的普通法兰。

在本实用新型所述的U形管换热器中，所述管箱为一端开口的圆筒形腔室，包括两端开口的圆筒形侧壁和封住圆筒形侧壁底部的椭圆形封头，所述侧壁的底部与椭圆形封头焊接。

实施本实用新型的U形管换热器，具有以下有益效果：

1)本实用新型的U形管换热器由于采用的是管板与管箱、管板与壳体直接焊接连接，因此省去了管箱与管板连接或者管箱与壳体连接的法兰以及相关的密封元件和配套的螺栓、螺母，管板结构尺寸也变小，设备造价可减少10％以上。

2)本实用新型的U形管换热器需要法兰密封的仅为管道组件中的管法兰。从法兰连接处所受的载荷来看，由于管道组件的法兰处只受静压，不受附加弯矩作用，密封长度也较前述现有技术方案一较少，管道法兰比管箱法兰密封长度大为减少，因此本实用新型的U形管换热器的密封性能更佳。

3)本实用新型的U形管换热器的管箱开设了大尺寸的开口，当出现U形管泄漏，要进行堵管作业时，只需拆下可拆的管道组件，然后打开检修孔的盖板，即可进行检修作业，节省了维修费用，缩短了维修工期，创造的价值是可观的。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1a是现有技术方案一：立置采用无垫片焊接密封法兰的U形管换热器的结构示意图；

图1b是图1a中圆形空腔式密封元件的局部放大示意图；

图2是现有技术方案二：立置采用管板与管箱直接焊接的U形管换热器的管箱结构示意图；

图3是本实用新型一种U形管换热器的具体实施例的结构示意图；

图4是本实用新型U形管换热器的具体实施例中分程隔板上的检修孔处的A向视图。

具体实施方式

本实施例的U形管换热器包括一端开口的壳体200、一端开口的管箱100以及固定安装在壳体200和管箱100之间并封住二者的开口端的管板300。壳.200内设有固定安装的U形管400，U形管400穿过管板300与管箱100连通。管板300焊接在所述管箱100的开口端并封住管箱100的开口端。下面结合附图详细介绍本实用新型的U形管换热器的具体实施方式：

如图3所示，管箱100：为一端开口的内径大于1米的圆筒形腔室，包括两端开口的圆筒形侧壁和封住圆筒形侧壁底部的椭圆形封头，侧壁的底部与椭圆形封头焊接。管箱100的顶部与管板300密封安装，管箱100内的分程隔板102将管箱100分成两个腔室，两个腔室通过固定安装在管板300上的U形管400连通，两个腔室分别与管箱100的介质进口管道和介质出口管道相连。管箱100内侧及U形管400内侧的流体通道称为管程。所述介质为换热器内的流体，所述介质从管箱100的介质进口管道进入U形管400再从管箱100的介质出口管道流出，起到热交换作用的流体。

管箱100的一个靠近管板300的接口为开口101，该接口在检修时兼起到供检修人员进入换热器管箱内检修的作用。所述开口101为直径大于400mm的孔，优选直径为450mm。

分程隔板102上正对开口101处开设有检修孔112。如图4所示，本实施例中检修孔112为舌形开口。在正常情况下，盖板122通过转轴123转动安装在分程隔板102上、检修孔112的下方。盖板122处于闭合位置500时，检修孔112通过固定安装的舌形盖板122封闭。本实施例中，盖板122处于闭合位置500时，检修孔112被盖板122用螺栓和密封垫片封闭。

壳体200：一端开口，通过管板300密封。壳体200的顶部和底部分别设有壳程的进口和出口，壳体200内及U形管400外侧走的流体通道称为壳程。

管板300：用于封住壳体200的开口端和管箱100的开口端，管板300上设有固定安装的U形管400，U形管400位于壳体200并穿过管板300，U形管400的两端分别与管箱100的两个腔室连通。U形管400上设有若干固定安装的折流板401，U形管400通过焊接或胀接的方法与管板300相连，折流板401起支承U形管400的作用，同时起到折流壳体200内、U形管400外的流体的作用。

裙座700：与管箱100底部的椭圆形封头焊接连接，裙座700支承整台换热器的重量，通过裙座700上的地脚螺栓将换热器固定安装。管箱100的椭圆形封头底部设有排污口，裙座700筒体内的排污管道701与排污孔连通用于排除换热器内的杂物。

管道组件600：与开口101尺寸匹配的进料接口105、特殊法兰601、通过特殊法兰601固定安装在进料接口105外侧且与进料接口105连通的直管段602、与直管段602连通的弯头603以及封住弯头603的普通法兰604。普通法兰的公称通径按换热器热工水力计算确定，无特殊要求。由于该部件是通过法兰与换热器的管箱100的接管及管道连接，因此当需要对管板进行检修时，可以将该部件拆除。

管箱100的内侧设有固定安装的定位块103，定位块103位于所述开口101的下方。优选方案为：定位块103位于所述开口101的正下方。在需要检修换热器时，拆下管道组件600，检修人员即可通过开口101进入管箱100，拆除盖板122的固定装置，将盖板122翻下至开启位置501，盖板122的顶部放置在定位块103的顶部。检修人员即可通过该舌形检修孔112进入管箱100的另一个腔室进行检修。

本实用新型的U形管换热器，在管箱直径大于1m的情况下，可克服上述现有技术二的缺点，使设备能被方便地维修，而不必报废。同时也没有现有技术一所述的管箱结构那样复杂。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种U形管换热器，所述U形管换热器包括一端开口的壳体(200)、一端开口的管箱(100)以及固定安装在壳体(200)和管箱(100)之间并封住二者的开口端的管板(300)，所述壳体(200)内设有固定安装的U形管(400)，所述U形管(400)穿过所述管板(300)与所述管箱(100)连通，所述管板(300)焊接在所述管箱(100)的开口端并封住所述管箱(100)的开口端，所述管箱(100)内设有固定安装的将其分为两个独立空间的分程隔板(102)，其特征在于，所述管箱(100)的侧壁设有开口(101)，所述开口(101)与外部管路连接，所述分程隔板(102)正对着所述开口(101)的位置开设有检修孔(112)，所述分程隔板(102)上设有盖板(122)，所述盖板(122)处于闭合位置(500)时封住检修孔(112)。

2.根据权利要求1所述的U形管换热器，其特征在于，所述盖板(122)包括转轴(123)，所述盖板(122)通过转轴(123)转动安装在所述分程隔板(102)上。

3.根据权利要求2所述的U形管换热器，其特征在于，所述盖板(122)的转轴(123)转动安装在检修孔(112)的下方。

4.根据权利要求1所述的U形管换热器，其特征在于，所述管箱(100)的内侧设有固定安装的定位块(103)，所述定位块(103)位于所述开口(101)的下方，所述盖板(122)处于开启位置(501)时，盖板(122)的顶部放置在定位块(103)的顶部。

5.根据权利要求1所述的U形管换热器，其特征在于，所述开口(101)的直径大于400mm。

6.根据权利要求1所述的U形管换热器，其特征在于，所述开口(101)与外部管路之间通过一个可拆卸的管道组件(600)连接。

7.根据权利要求6所述的U形管换热器，其特征在于，所述开口(101)外接密封安装的管道组件(600)，所述管道组件(600)分别通过法兰结构与所述开口(101)以及外部管路相连。

8.根据权利要求6所述的U形管换热器，其特征在于，所述管道组件(600)与所述开口(101)尺寸匹配的进料接口(105)、特殊法兰(601)、通过所述特殊法兰(601)固定安装在进料接口(105)外侧且与所述进料接口(105)连通的直管段(602)、与所述直管段(602)连通的弯头(603)以及封住所述弯头(603)的普通法兰(604)。

9.根据权利要求1所述的U形管换热器，其特征在于，所述管箱(100)为一端开口的圆筒形腔室，包括两端开口的圆筒形侧壁和封住圆筒形侧壁底部的椭圆形封头，所述侧壁的底部与椭圆形封头焊接。

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