CN204115531U - 一种管壳式气气换热器 - Google Patents

Abstract

一种管壳式气气换热器的下部管箱(1)与壳程壳体(7)间有大端固定管板(4)，下部管箱(1)底部有管程出口(26)，上部有壳程出口(11)，下部有壳程入口(24)，在壳程出口(11)与壳程入口(24)之间的壳程壳体(7)内有带有滚轮(9)的折流板(8)，壳程壳体(7)顶部内有上端管箱(13)，上端管箱(13)的底端是浮动管板(12)，管程入口(19)与壳程壳体(7)的管颈(22)之间有密封圈(20)，在管颈(22)上有排气口(15)，大端固定管板(4)与浮动管板(12)之间连接有换热管(10)。本实用新型具有适用于高压、高温，方便清洗，可大型化的优点。

Description

一种管壳式气气换热器

技术领域

本实用新型属于一种换热器，具体涉及一种管壳式气气换热器。

背景技术

管壳式气气换热器作为一种换热设备，在工艺装置中被广泛采用，其典型的操作工况是温度高、压力大，壳管程之间热膨胀差大；另一常见操作问题是：工艺介质脏，生产中要求管壳程分别实现结构可拆，便于设备清洗。常见的管壳式气气换热器结构型式有：管板兼法兰固定管板式、管板不兼法兰夹持管板式、填函式、浮头式等。上述类型各有适宜的使用场合，但也存在一定的局限性：或者壳程无法拆卸、或者使用温度不能太高、或者受限于压力等原因，结构尺寸不能太大。

伴随当前工程大型化的发展，上述管壳式气气换热器的设备规格也在不断变大。一方面是结构型式的不变，另一方面是部件尺寸的放大，生产中很容易产生热膨胀差增大、螺栓松弛、密封不严等情况，给生产装置带来极大的安全隐患。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种适用于高压、高温，方便清洗，可大型化的管壳式气气换热器。

本实用新型是这样实现的：它包括下部管箱，壳程壳体，管程入口，上端管箱，管程出口，壳程出口，壳程入口，其特征在于下部管箱与壳程壳体7中间有大端固定管板，下部管箱与壳程壳体之间通过法兰密封连接，下部管箱的底部有管程出口，壳程壳体上部有壳程出口，下部有壳程入口，在壳程出口与壳程入口之间的壳程壳体内有带有滚轮的折流板，各折流板之间通过固定杆连接，滚轮与壳程壳体内壁滚动连接，壳程壳体顶部内有上端管箱，上端管箱的底端是浮动管板，上端管箱的的顶部连接膨胀节，密封圈将膨胀节顶端与壳程壳体的管颈之间密封，管程入口与壳程壳体的管颈之间有密封圈，并通过法兰密封连接，在管颈上有排气口，在壳程壳体的底部有排净口，大端固定管板与浮动管板之间连接有换热管。

如上所述的下部管箱与壳程壳体之间通过法兰密封连接采用如下结构：下部管箱上固定有固定法兰，壳程壳体上固定有大端凸缘，在大端凸缘上装配有大端活套法兰，通过大端螺栓和大端螺母将固定有法兰与大端活套法兰连接。

大端凸缘与壳程壳体7焊接成为整体，保证了端部的刚性，使密封面不容易变形。

大端活套法兰与大端凸缘间采用间隙配合，结构允许大端活套法兰有一定的偏转，可以释放螺栓密封产生的部分力矩。

大端螺栓穿过大端活套法兰，相对远离高温工艺介质，大端螺栓的操作温度降低。结构最大限度的减少大端螺栓温度膨胀，从而避免高温操作产生的大端螺纹松弛，保证密封可靠。

如上所述的管程入口与壳程壳体的管颈之间有密封圈，并通过法兰密封连接采用如下结构：在管颈上固定有小端凸缘，在小端凸缘下面有小端活套法兰，管程入口上固定有固定法兰，通过小端螺栓和小端螺母18将固定法兰与小端活套法兰连接。

如上所述的相邻折流板之间错开分布。

使用本实用新型时，冷却气体从壳程入口进入壳程壳体，冷却气体通过折流板折返，最后从壳程出口流出，热气体从管程入口并经过膨胀节进入上端管箱，再经大端固定管板与浮动管板之间的换热管进入下部管箱，最后从管程出口流出，流经换热管内的热气体与流经换热管外的冷却气体之间进行热交换。在进行热交换过程时，膨胀节可以满足热胀冷缩的需求。

需要对本实用新型清洗时，将大端螺栓和大端螺母松开，将下部管箱与大端活套法兰拆开，取下下部管箱，将小端螺栓和小端螺母松开，将管程入口与小端活套法兰拆开，可以将壳程壳体内的大端固定管板，折流板，上端管箱，换热管和膨胀节沿壳程壳体内壁通过滚轮滚动取出，很方便的拆分后进行清洗。

本实用新型的优点及积极效果如下：

1.管板密封处采用夹持管板并活套法兰连接(图2)，保证结构的可拆性。

2.换热器内部构件可以采用压差设计，同时设计内部膨胀器，吸收管壳程由于膨胀差产生的温差应力。

3.大端凸缘与壳程壳体焊接成为整体，保证了端部的刚性，使密封面不容易变形。

4.大端活套法兰与大端凸缘间采用间隙配合，结构允许大端活套法兰有一定的偏转，可以释放螺栓密封产生的部分力矩。

5.大端螺栓穿过大端活套法兰，相对远离高温工艺介质，大端螺栓的操作温度降低。结构最大限度的减少大端螺栓温度膨胀，从而避免高温操作产生的大端螺纹松弛，保证密封可靠。

6.结构上实现了管壳程分别可拆、方便清洗换热管管内管外的检修要求，同时解决了高温、高压、大直径设备法兰连接的密封难题，客观上对高负荷换热工艺方案的制定提供了设备技术保证，在保证安全运行的前提下使工艺路线最大可能优化，并节约工程造价。

7.上述管壳式气气换热器的夹持管板并活套法兰联接实施，不仅适用于类似换热设备，而且适用于高温高压下操作的反应器、分离器等的密封设计，特别是对于大型部件的密封，均可以借鉴此种结构。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型I的放大图。

如图所示，1是下部管箱，2是大端螺栓，3是大端螺母，4是大端固定管板，5是大端凸缘，6是大端活套法兰，7是壳程壳体，8是折流板，9是滚轮，10是换热管，11是壳程出口，12是浮动管板，13是上端管箱，14是膨胀节，15是排气口，16是小端活套法兰，17是小端螺栓，18是小端螺母，19是管程入口，20是密封圈，21是小端凸缘，22是管颈，23是固定杆，24是壳程入口，25是排净口，26是管程出口。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步描述，但不应理解为所给这组数据为唯一数据。

实施例1

本实用新型一种管壳式气气换热器：包括下部管箱1，壳程壳体7，管程入口19，上端管箱13，管程出口26，壳程出口11，壳程入口24，其特征在于下部管箱1与壳程壳体7中间有大端固定管板4，下部管箱1与壳程壳体7之间通过法兰密封连接，下部管箱1的底部有管程出口26，壳程壳体7上部有壳程出口11，下部有壳程入口24，在壳程出口11与壳程入口24之间的壳程壳体7内有带有滚轮9的折流板8，各折流板8之间通过固定杆23连接，滚轮9与壳程壳体7内壁滚动连接，壳程壳体7顶部内有上端管箱13，上端管箱13的底端是浮动管板12，上端管箱13的的顶部连接膨胀节14，密封圈20将膨胀节14顶端与壳程壳体7的管颈22之间密封，管程入口19与壳程壳体7的管颈22之间有密封圈20，并通过法兰密封连接，在管颈22上有排气口15，在壳程壳体7的底部有排净口25，大端固定管板4与浮动管板12之间连接有换热管10。

下部管箱1与壳程壳体7之间通过法兰密封连接是下部管箱1上固定有固定法兰，壳程壳体7上固定有大端凸缘5，在大端凸缘5上面大端活套法兰6，通过大端螺栓2和大端螺母3将固定有法兰与大端活套法兰6连接。

管程入口19与壳程壳体7的管颈22之间有密封圈20，并通过法兰密封连接是在管颈22上固定有小端凸缘21，在小端凸缘21下面有小端活套法兰16，管程入口19上有固定法兰，通过小端螺栓17和小端螺母18将固定法兰与小端活套法兰16连接。

相邻折流板8之间错开分布。

壳程设计压力:3.2MPa；设计温度430℃，介质变换气；管程设计压力:3.2MPa(0.4MPa压差)；设计温度320℃，介质粗煤气；壳体内径DN1400换热管规格φ38x3，L＝7000，换热管数350。

Claims (5)

1.一种管壳式气气换热器，它包括下部管箱(1)，壳程壳体(7)，管程入口(19)，上端管箱(13)，管程出口(26)，壳程出口(11)，壳程入口(24)，其特征在于下部管箱(1)与壳程壳体(7)中间有大端固定管板(4)，下部管箱(1)与壳程壳体7之间通过法兰密封连接，下部管箱(1)的底部有管程出口(26)，壳程壳体(7)上部有壳程出口(11)，下部有壳程入口(24)，在壳程出口(11)与壳程入口(24)之间的壳程壳体(7)内有带有滚轮(9)的折流板(8)，各折流板(8)之间通过固定杆(23)连接，滚轮(9)与壳程壳体(7)内壁滚动连接，壳程壳体(7)顶部内有上端管箱(13)，上端管箱(13)的底端是浮动管板(12)，上端管箱(13)的顶部连接膨胀节(14)，密封圈(20)将膨胀节(14)顶端与壳程壳体(7)的管颈(22)之间密封，管程入口(19)与壳程壳体(7)的管颈(22)之间有密封圈(20)，并通过法兰密封连接，在管颈(22)上有排气口(15)，在壳程壳体(7)的底部有排净口(25)，大端固定管板(4)与浮动管板(12)之间连接有换热管(10)。

2.如权利要求1所述的一种管壳式气气换热器，其特征在于所述的下部管箱(1)与壳程壳体(7)之间通过法兰密封连接是采用如下结构：

下部管箱(1)上固定有固定法兰，壳程壳体(7)上固定有大端凸缘(5)，在大端凸缘(5)上装配有大端活套法兰(6)，通过大端螺栓(2)和大端螺母(3)将固定有法兰与大端活套法兰(6)连接。

3.如权利要求2所述的一种管壳式气气换热器，其特征在于所述的大端活套法兰(6)与大端凸缘(5)间采用间隙配合。

4.如权利要求1所述的一种管壳式气气换热器，其特征在于所述的管程入口(19)与壳程壳体(7)的管颈(22)之间有密封圈(20)，并通过法兰密封连接是采用如下结构：

在管颈(22)上固定有小端凸缘(21)，在小端凸缘(21)下面有小端活套法兰(16)，管程入口(19)上固定有固定法兰，通过小端螺栓(17)和小端螺母(18)将固定法兰与小端活套法兰(16)连接。

5.如权利要求1所述的一种管壳式气气换热器，其特征在于所述的相邻折流板(8)之间错开分布。