CN206656625U - 一种带泄漏预警功能的用于天然气加热的管壳式换热器 - Google Patents

Abstract

一种带泄漏预警功能的用于天然气加热的管壳式换热器，它包括管程及设于该管程外部的壳程；该管程设有天然气进口和天然气出口，该壳程设有热介质进口和热介质出口；该壳程靠近该热介质出口位置具有竖直高度最高的局部高点，该局部高点设有与该壳程连通的竖直的排气管，该排气管侧面连通设有排水管，该排水管设有第一截止阀；该排气管顶部设有自动排气装置；该排气管位于该排水管和自动排气装置之间的部分设有第二截止阀；该自动排气装置外部罩设有集气罐，该集气罐设有检测报警装置。本实用新型结构简单，造价低廉，大幅降低了人工对换热器排气、泄漏检测等维检修工作频率，经济及社会效益显著。

Description

一种带泄漏预警功能的用于天然气加热的管壳式换热器

技术领域

本实用新型涉及一种换热器，特别是一种带泄漏预警功能的用于天然气加热的管壳式换热器。

背景技术

城镇燃气输配系统中有各类的天然气门站和调压站，天然气经逐级降压后为各类设备使用。由于焦耳汤普森效应，天然气降压后会发生温度降低。为避免天然气温度过低引发冻堵、冻胀现象并对设备及管道造成损坏，需在门站或调压站设置加热装置对天然气进行加热，以保证下游天然气温度高于水露点，并有一定的过热度而不发生结露。

天然气场站中可采用管壳式换热器来对天然气进行加热。管壳式换热器内管程介质为天然气，壳程介质为热水或蒸汽。加热介质一般来自站内自用锅炉房，也可采用其他热源提供的蒸汽或热水。

天然气场站内所用管壳式换热器，其管程天然气介质压力较高，壳程热水压力较低，管程和壳程存在较大的压力差。天然气的火灾爆炸危险性较大，换热管一旦出现腐蚀泄漏，管程内天然气将会泄漏到壳程热水系统中。而热水系统一般未按爆炸危险环境考虑，天然气的泄漏使换热器存在巨大安全隐患，甚至发生重大安全事故。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种带泄漏预警功能的用于天然气加热的管壳式换热器，其既能高效换热，又可以实现天然气泄漏预警，并具有自动排气、声光报警等功能。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

一种带泄漏预警功能的用于天然气加热的管壳式换热器，它包括管程及设于该管程外部的壳程；该管程设有天然气进口和天然气出口，该壳程设有热介质进口和热介质出口；该壳程靠近该热介质出口位置具有竖直高度最高的局部高点，该局部高点设有与该壳程连通的竖直的排气管，该排气管侧面连通设有排水管，该排水管设有第一截止阀；该排气管顶部设有自动排气装置；该排气管位于该排水管和自动排气装置之间的部分设有第二截止阀；该自动排气装置外部罩设有集气罐，该集气罐设有检测报警装置。

进一步的，所述自动排气装置包括封闭的壳体，该壳体顶部设有带排气芯的自动排气口，底部与该排气管连通，盛装有来自壳程的热介质液体，液面上漂浮有浮球；该壳体内壁设有可转动的折线型杠杆，该杠杆的一端固定在该浮球上，另一端设有向上的顶针，并与该排气芯底部抵顶。

进一步的，所述壳体顶部还设有人工排气口。

进一步的，所述壳体为长方体形或圆柱形，材料为铝合金、钢或铜。

进一步的，所述集气罐设有安全阀、放空阀和压力表。

进一步的，所述第二截止阀下方还设有球阀。

进一步的，所述检测报警装置包括可燃气体探测器、联动控制箱、紧急切断阀及远传监控系统。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的换热器在壳程有空气、过热蒸汽或天然气泄漏时，泄漏气体聚集至换热器的局部高点，通过排气管进入自动排气装置自动排出至集气罐；集气罐具有气体储存、压力指示、超压排放等功能，集气罐排放的气体经过检测，如发现天然气泄漏则触发声光报警，提示换热器管程有泄漏，通知操作人员维检修。本实用新型结构简单，造价低廉，大幅降低了人工对换热器排气、泄漏检测等维检修工作频率，经济及社会效益显著。

附图说明

图1是本实用新型换热器的结构示意图。

图2是本实用新型换热器的自动排气装置的结构示意图。

图3是本实用新型换热器的集气罐的结构示意图。

具体实施方式

以下参考附图对本实用新型的实施方案进行进一步的描述。

如图1-图3所示，本实用新型提供一种带泄漏预警功能的用于天然气加热的管壳式换热器1，具有泄漏预警、自动排气、声光报警等功能，适用于为天然气场站的天然气加热，它包括管程及设于该管程外部的壳程。该管程设有天然气进口和天然气出口，该壳程设有热介质进口和热介质出口，以上为现有技术，在此不再赘述。该壳程靠近该热介质出口位置具有竖直高度最高的局部高点A，该局部高点A设有与该壳程连通的竖直的排气管，该排气管侧面连通设有排水管6，该排水管6设有第一截止阀4。该排气管顶部设有自动排气装置2。该排气管位于该排水管6和自动排气装置2之间的部分设有第二截止阀3。优选的，该第二截止阀3下方还设有球阀5。该自动排气装置2外部罩设有集气罐7，该集气罐7设有检测报警装置8。该检测报警装置8包括可燃气体探测器、联动控制箱、紧急切断阀及远传监控系统。当可燃气体探测器探测到可燃气体泄漏超标时，联动控制箱产生声光报警信号并远传至控制室，提示维检修人员进行检修或切换换热器。

如图2所示，该自动排气装置2包括封闭的壳体9，该壳体9为长方体形或圆柱形，材料为铝合金、钢或铜。该壳体9顶部设有带排气芯13的自动排气口，底部与该排气管连通，盛装有来自壳程的热介质液体，液面上漂浮有浮球10。该壳体9内壁设有可转动的折线型杠杆11，该杠杆11的一端固定在该浮球10上，另一端设有向上的顶针12，并与该排气芯13底部抵顶。另外，该壳体9顶部还设有人工排气口14，以进行人工排气。

当壳体9内无气体或聚集少量气体时，液体的浮力抬起浮球10，通过杠杆11保证顶针12关闭排气芯13，此时自动排气装置2处于关闭状态；当壳体9内气体聚集较多时，气相压力增大，水位降低，浮球10向下运动，通过杠杆11使顶针12顶开排气芯13，此时自动排气装置2处于排气状态；排气后气相压力降低，水位上升，自动排气装置2关闭。

如图3所示，该集气罐7设有安全阀71、放空阀72和压力表73，自动排气装置2固定在集气罐7底部的盲板74上，通过法兰连接使自动排气装置2安装在集气罐7内。

本实用新型工作步骤如下：

系统上水状态：关闭第二截止阀3和球阀5，打开第一截止阀4，直至排水管6有稳定的水流后关闭第一截止阀4。

正常工作状态：系统稳定运行时，关闭第一截止阀4，打开第二截止阀3和球阀5。此时，水中溶解的气体或过热蒸汽会随壳程水流至最后一块折流板前局部高点A，进入自动排气装置2。依靠自动排气装置2可以实现换热器内充满水，保证换热器正常工作。自动排气装置2排出的气体由集气罐7收集并储存。当集气罐7压力较高时，可人工放空或超压自动放散。

管程天然气泄漏状态：当管程有天然气有泄漏时，由于管程和壳程的压差，泄漏的天然气进入壳程随壳程水流至局部高点A进入自动排气装置2而排出至集气罐7，集气罐7收集、储存自动排气装置2间歇排出的气体，充分稳定达到一定压力时由人工放空或自动放散，放散口外设有可燃气体探测器，探测到天然气泄漏引发声光报警并远传至控制室，通知维检修人员及时检修。

上述实施例仅示例性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。本使用新型还有许多方面可以在不违背总体思想的前提下进行改进，任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种带泄漏预警功能的用于天然气加热的管壳式换热器，它包括管程及设于该管程外部的壳程；该管程设有天然气进口和天然气出口，该壳程设有热介质进口和热介质出口；其特征在于，该壳程靠近该热介质出口位置具有竖直高度最高的局部高点，该局部高点设有与该壳程连通的竖直的排气管，该排气管侧面连通设有排水管，该排水管设有第一截止阀；该排气管顶部设有自动排气装置；该排气管位于该排水管和自动排气装置之间的部分设有第二截止阀；该自动排气装置外部罩设有集气罐，该集气罐设有检测报警装置。

2.根据权利要求1所述的带泄漏预警功能的用于天然气加热的管壳式换热器，其特征在于：所述自动排气装置包括封闭的壳体，该壳体顶部设有带排气芯的自动排气口，底部与所述排气管连通，盛装有来自所述壳程的热介质液体，液面上漂浮有浮球；该壳体内壁设有可转动的折线型杠杆，该杠杆的一端固定在该浮球上，另一端设有向上的顶针，并与该排气芯底部抵顶。

3.根据权利要求2所述的带泄漏预警功能的用于天然气加热的管壳式换热器，其特征在于：所述壳体顶部还设有人工排气口。

4.根据权利要求3所述的带泄漏预警功能的用于天然气加热的管壳式换热器，其特征在于：所述壳体为长方体形或圆柱形，材料为铝合金、钢或铜。

5.根据权利要求1、2或3所述的带泄漏预警功能的用于天然气加热的管壳式换热器，其特征在于：所述集气罐设有安全阀、放空阀和压力表。

6.根据权利要求1所述的带泄漏预警功能的用于天然气加热的管壳式换热器，其特征在于：所述第二截止阀下方还设有球阀。

7.根据权利要求1所述的带泄漏预警功能的用于天然气加热的管壳式换热器，其特征在于：所述检测报警装置包括可燃气体探测器、联动控制箱、紧急切断阀及远传监控系统。