CN201897427U - 一种空冷器管箱密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种空冷器管箱密封装置，用于解决丝堵式空冷器管箱易泄漏的问题。该装置主要由盖板、顶板、两块端板、底板和管板构成，顶板、两块端板、底板和管板之间以焊接相连；该密封装置还包括上焊接密封环板和下焊接密封环板，上焊接密封环板焊接于盖板上，下焊接密封环板与管箱的顶板、两块端板和底板的端部相焊接，上焊接密封环板与下焊接密封环板在其外端四周相焊，盖板通过螺柱与顶板、两块端板以及底板的端部相连接。该装置可以解决丝堵式空冷器的丝堵泄露问题，如果介质腐蚀严重，仅在基层材料上堆焊或复合一层高合金不锈钢或镍基合金即可，既保证了制造质量，又降低了制造费用。

Description

一种空冷器管箱密封装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于石油、化工、煤化工和气体加工领域的空气冷却器(简称空冷器)管箱，具体地说涉及一种石油化工装置中的中高压空冷器管箱密封装置。

背景技术

空冷器在石油化工领域中广泛应用，大量采用丝堵式管箱结构。丝堵式空冷器包括出入口管、丝堵板、丝堵、顶板、底板、端板、管板、换热管及其散热翅片等部件。丝堵式空冷器因泄漏而导致火灾等安全事故时有发生，给企业带来较大经济损失。丝堵式空冷器泄漏产生的主要原因为：(1)丝堵板通常需要钻大量带有螺纹的工艺孔用于换热管与管板的焊接，管箱制造完毕后再用丝堵将所有的工艺孔堵死，使其承受介质压力而不能泄漏。丝堵板上的丝堵在拧紧过程中与丝堵垫片发生相对运动，对于承受中高压介质的管箱，必须施以极大的丝堵力去压紧丝堵垫片，破坏了丝堵垫片的表面质量而导致密封失效。同时丝堵上的密封面与丝堵轴线垂直度的制造偏差也常导致密封失效。(2)空冷器管箱在冷却介质腐蚀性较强时，会引起丝堵垫片和丝堵的功能失效。另外，换热管与管板的焊接接头是通过丝堵工艺孔来完成的，由于操作空间狭小，接头的焊接质量不能特别好地保证，在腐蚀介质作用下，焊接接头的缺陷位置就容易产生泄漏。

近年来，原油的劣质化使得石油化工装置中的高压空冷器腐蚀严重，导致空冷器面临管箱材质升级问题。目前国内外普遍采用整体提高管箱材质的方法，选择抗腐蚀性更好的高合金材料，但高合金材料不仅价格昂贵，增加大量设备投资，而且供货周期长。有时为节约成本，管箱基层采用低合金或者碳钢材料，复层采用高合金材料复合或堆焊，但由于丝堵式空冷器管箱六块板全为焊接结构，基层和复层的焊接质量都要保证，在焊接最后一块板时，只能在一面进行施焊，其焊接质量很难达到要求，尤其是复层的耐腐蚀性能会大大降低。

经检索与本实用新型相关的现有技术有：CN201149459Y、CN201034449Y、CN201034448Y、CN201093920Y、CN200952913Y、CN2335116Y和US5431858A等，但这些专利所涉及的结构和形状、以及解决问题的技术方案和理念都与本实用新型有本质上的不同。

实用新型内容

本实用新型提供了一种空冷器管箱密封装置，用于解决丝堵式空冷器管箱在较高介质压力作用下容易泄漏的技术问题，适合于介质压力在4.0MPa～35.0MPa之间的中高压空冷器。

本实用新型提供的空冷器管箱密封装置，呈箱形，主要由盖板、顶板、两块端板、底板和管板构成，所述的盖板、顶板、底板和管板为长方形，两块端板为长方形或正方形，顶板、两块端板、底板和管板之间以焊接相连；该密封装置还包括上焊接密封环板和下焊接密封环板，上焊接密封环板的内端四周焊接于盖板上，下焊接密封环板的内端四周与管箱的顶板、两块端板和底板的端部相焊接，上焊接密封环板与下焊接密封环板在其外端四周相焊，盖板通过螺柱与顶板、两块端板以及底板的端部相连接。

上焊接密封环板和下焊接密封环板外端形状相同，可以是突出的短板状，也可以是半圆形欧米噶环状。

通过采用上焊接密封环板和下焊接密封环板，避免了采用带丝堵工艺孔的丝堵板，解决了中高压丝堵式空冷器的丝堵泄露问题，同时盖板可以起到承压作用。

作为进一步改进的方案，所述的上焊接密封环板和下焊接密封环板材质为高合金不锈钢或镍基合金。这样，上焊接密封环板和下焊接密封环板在其外端四周相焊从而起到硬密封的作用。

作为再进一步改进的方案，盖板的上焊接密封环板内区域设有上复层，顶板、两块端板和底板的内部设有内复层，顶板、两块端板和底板的端部设有端复层，上复层和内复层为复合层或堆焊层，端复层为堆焊层，其材料为高合金不锈钢或镍基合金。上焊接密封环板内端与上复层相焊接，下焊接密封环板内端与端复层相焊接。设置上复层和端复层可以提高管箱抗介质腐蚀的能力。

作为更进一步改进的方案，所述的管箱密封装置还包括设于管箱内部的分程隔板，以增加管程，提高空冷器的换热能力。

本实用新型与丝堵式空冷器相比，如果介质腐蚀严重，管箱材料也不需要整体升级为高合金不锈钢或镍基合金，仅仅在基层材料上堆焊或复合一层高合金不锈钢或镍基合金即可，不仅能够保证制造质量，而且大大降低制造费用；同时与丝堵式空冷器相比，本实用新型更能保证换热管与管板焊接接头的质量。

附图说明

图1是本实用新型的空冷器管箱密封装置结构示意图；

图2是图1中部位A的局部放大图；

图3是设复层的外端为短板状的焊接密封环板的密封结构示意图；

图4是设复层的外端为欧米噶环的焊接密封环板的密封结构示意图；

图5是不设复层的外端为短板状的焊接密封环板的密封结构示意图；

图6是不设复层的外端为欧米噶环的焊接密封环板的密封结构示意图；

图7是本实用新型的空冷器管箱密封装置的组装示意图；

图中：1-盖板，2-上复层，3-上焊接密封环板，4-端复层，5-下焊接密封环板，6-管板，7-顶板，8-端板，9-底板，10-丝堵，11-螺柱，12-螺母，13-螺柱保护套，14-分程隔板，15-出入口接管法兰，16-上角焊缝，17-下角焊缝，18-密封焊缝，19-内复层

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

如附图1所示，顶板7、端板8、底板9与分程隔板14、管板6及出入口接管法兰15相焊接，焊接后的箱体按需要可进行热处理。如图2所示，盖板1上设有上复层2和上焊接密封环板3，顶板7、端板8和底板9端部设有端复层4和下焊接密封环板5，顶板7、端板8和底板9端部的基层部位加工有与盖板1对应的螺栓丝孔，螺栓丝孔开有检漏孔，丝堵10用于封堵检漏；盖板1四周边缘开有螺栓孔，其材料为碳钢或路钼钢，盖板1通过带有螺柱保护套13的螺柱11和螺母12与管箱的顶板7、两块端板8和底板9的端部螺纹丝孔相连接，螺柱11可以是锥形的，但锥度不宜超过10°。

如图3～4所示，上复层2和端复层4为堆焊层，内复层19为复合层或堆焊层，上焊接密封环板3的内端四周与上复层2相焊接形成上角焊缝16，下焊接密封环板5的内端四周与端复层4相焊接形成下角焊缝17，上焊接密封环板3与下焊接密封环板5在其外端四周相焊形成密封焊缝18，图3中的焊接密封环板外端为短板状，图4中焊接密封环板外端为欧米噶环状，柔韧性更好。

图5～6所示的是不设复层时的密封焊接结构，与图3、图4的不同之处在于，上焊接密封环板3的内端四周与盖板1相焊接形成上角焊缝16，下焊接密封环板5的内端四周与顶板7、两块端板8和底板9的端部相焊接形成下角焊缝17。

如果为单管程，则分程隔板14不需设置。

图7是本实用新型的空冷器管箱密封装置的组装示意图，图中，先将顶板7、两块端板8和底板9焊接成箱体，将下焊接密封环板5焊接于箱体带有螺纹丝孔的一侧，将上焊接密封环板3焊接于盖板1上，然后，在上焊接密封环板3与下焊接密封环板5外端四周相焊，最后通过螺柱11将盖板1连接于箱体上。

本实用新型中所描述的具体实施例仅仅是用于说明本实用新型，并非对本实用新型的限制，只要在本实用新型的实质精神范围内，本技术领域内的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，都将落在本实用新型的权利要求书范围内。

Claims (6)

1.一种空冷器管箱密封装置，该装置呈箱形，主要由盖板、顶板、两块端板、底板和管板构成，所述的盖板、顶板、底板和管板为长方形，两块端板为长方形或正方形，顶板、两块端板、底板和管板之间以焊接相连；其特征在于，该密封装置还包括上焊接密封环板和下焊接密封环板，上焊接密封环板的内端四周焊接于盖板上，下焊接密封环板的内端四周与管箱的顶板、两块端板和底板的端部相焊接，上焊接密封环板与下焊接密封环板在其外端四周相焊，盖板通过螺柱与顶板、两块端板以及底板的端部相连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的上焊接密封环板和下焊接密封环板外端形状相同，为突出的短板状或半圆形欧米噶环状。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述的上焊接密封环板和下焊接密封环板材质为高合金不锈钢或镍基合金。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述盖板的上焊接密封环板内区域设有上复层，顶板、两块端板和底板的内部设有内复层，顶板、两块端板和底板的端部设有端复层，上复层和内复层为复合层或堆焊层，端复层为堆焊层，其材料为高合金不锈钢或镍基合金，上焊接密封环板内端与上复层相焊接，下焊接密封环板内端与端复层相焊接。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的盖板下方上焊接密封环板内设有上复层，顶板、两块端板和底板的端部设有端复层，上复层和端复层为复合层或堆焊层，其材料为高合金不锈钢或镍基合金，上焊接密封环板内端与上复层相焊接，下焊接密封环板内端与端复层相焊接。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，该装置还包括设于管箱内部的分程隔板。

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