CN211626164U

CN211626164U - 一种绕管式换热器

Info

Publication number: CN211626164U
Application number: CN201922318569.3U
Authority: CN
Inventors: 王九平; 孙校辉
Original assignee: HENAN KAIYUAN AIR SEPARATION GROUP CO Ltd
Current assignee: HENAN KAIYUAN AIR SEPARATION GROUP CO Ltd
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2020-10-02
Anticipated expiration: 2029-12-23

Abstract

本实用新型属于换热器领域，具体涉及一种绕管式换热器，包括同轴设置的壳体和中心筒，所述壳体上设置有壳程入口和壳程出口，所述壳体由壳体上段、壳体中段和壳体下段组成，壳体中段与中心筒之间设有绕管体，所述绕管体由换热器螺旋缠绕形成，所述壳体上设置有管板，所述管板包括壳体两端的上管板和下管板以及壳体下段的多个壳侧下管板和壳体上段的多个壳侧上管板，每个所述管板外侧设置有管箱。本实用新型采用管板及管箱新型布置型式，有效的解决了上下管板布管区域不足而加大壳体直径的问题，降低了生产成本，提高了效率。

Description

一种绕管式换热器

技术领域

本实用新型属于换热器领域，具体涉及一种绕管式换热器。

背景技术

绕管式换热器比较广泛的用于低温甲醇洗、低温液氮工艺、深冷空气分离内压缩流程、加氢裂化，加氢重整及液化天然气等领域。绕管换热器流体通过在螺旋管内流动形成二次环流，换热能力得到强化，单位体积的换热面积达到100～160m²。而普通列管式换热器的传热面积只有54～77m²，仅为绕管式换热器的45%左右。绕管式换热器绕管体自身具有良好的温差补偿性，这使得换热管内部的流体介质获得高流速高压力进行流通，最高管程操作压力达到20MPa。随着绕管式换热器的大型化，管程流股数不断增多，管程有几股高温高压流体介质，传统的绕管式换热器则会出现管板布管区域不足，管板厚度线性增加，壳程筒体直径愈来愈大等问题。由此可见传统的绕管换热器在应对大型化方面从经济性，实用性，可靠性就显得捉襟见肘，存在一定的局限性。

发明内容

为解决现有技术中大型绕管式换热器管板布管区域不足，管板厚度线性增加，壳程筒体直径被迫增大的问题，本实用新型提供一种绕管式换热器。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种绕管式换热器，包括同轴设置的壳体和中心筒，所述壳体上设置有壳程入口和壳程出口，所述壳体由壳体上段、壳体中段和壳体下段组成，壳体中段与中心筒之间设有绕管体，所述绕管体由换热器螺旋缠绕形成，所述壳体上设置有管板，所述管板包括壳体两端的上管板和下管板以及壳体下段的多个壳侧下管板和壳体上段的多个壳侧上管板，每个所述管板外侧设置有管箱。

进一步地，所述上管板和下管板外侧的管箱数量均为6个。

进一步地，所述上管板上还设置有放空口，所述下管板上还设置有排液口。

进一步地，所述壳体中段外表面对称设置有吊耳、耳式支座和保温层支撑。

进一步地，所述中心筒与最内层换热管之间、以及相邻的每层换热管之间分别设置有垫条，所述换热管的两端分别连接相对应的上下管板或壳侧管板。

进一步地，所述绕管体与壳体中段的内侧还设置有一层密封夹套。

进一步地，所述换热管通过管箍固定在垫条上。

与现有技术相比，具有以下有益效果：

本实用新型采用管板及管箱新型布置型式，将高温高压的流体介质管箱及管板布置在壳侧，压力温度相对较低的其它流体介质布置在上下管板，与传统的多股流绕管换热器相比较整体管板重量减轻42.6%，有效的解决了上下管板布管区域不足而加大壳体直径的问题。通过对比在直径偏大，壳体压力较高的情况下此种新型布置方式壳体重量减轻34.5%，降低壳体直径情况下相应减小保温材料厚度，降低了生产成本，提高了效率。

附图说明

图1为本实用新型绕管式换热器的结构示意图；

图2为绕管体的局部布局示意图；

图3为上管箱、放空口与上管板的结构示意图；

图4为下管箱、排液口与下管板的结构示意图

图5为壳侧上管箱、壳侧上管板、壳程入口与壳体上段的结构示意图；

图6为换热管与上管板的结构示意图；

图7为换热管、垫条、夹套与壳体中段的结构示意图；

图8为管箍、换热管与垫条的结构示意图；

附图中标记：1为下管箱，2为下管板，3为壳侧下管板，4为壳侧下管箱，5为壳体中段，6为保温层支撑，7为耳式支座，8为绕管体，9为吊耳，10为壳侧上管板，11为壳侧上管箱，12为壳体上段，13为上管板，14为上管箱，15为放空口，16为壳程入口，17为垫条， 18为中心筒，19为壳体下段，20为壳程出口，21为排液口，22为夹套，23为换热管，24为管箍。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明，本实施例中，如无特别注明，所述上管箱14和下管箱1简称为上下管箱，壳侧上管箱11和壳侧下管箱4简称为壳侧管箱，上下管箱和壳侧管箱简称为管箱；所述管板的简称同上。

一种绕管式换热器，如图1所示，包括同轴设置的壳体和中心筒18，所述壳体由壳体上段12、壳体中段5和壳体下段19组成，壳体上段12和壳体下段19分别设置有壳程入口16和壳程出口20，壳体中段5与中心筒18之间设有绕管体8，所述绕管体8由换热管23螺旋缠绕形成，所述壳体上设置有管板，所述管板包括壳体两端的上管板13和下管板2以及壳体下段19的多个壳侧下管板3和壳体上段12的多个壳侧上管板10，本实施例中壳体上段12设置4个壳侧上管板10，并与壳程入口16一起均匀分布在壳体上段12的外壳，壳体下段19的壳侧下管板3和壳程出口20设置与壳体上段12相同，每个所述管板外侧设置有管箱。

作为一种可实施的方式，所述上管板13和下管板2外侧的管箱数量均为6个，如图2～图4所示，上下管板对称、均匀的沿着径向方向布管，上下管箱因设计压力相对偏低，在满足强度要求下，采用两端带直边段的异径管与高颈法兰组焊的结构。壳侧管箱因设计压力相对较高，采用短节和椭圆形封头带垫板对接焊，厚壁接管一端插入椭圆形封头并与封头内壁平齐，另一端通过削边与高颈法兰组焊，组焊的壳侧管箱与采用凸台开U型坡口型式的壳侧管板连接，因无中心筒18占用布管区域，壳侧管板在布管方面有较强的灵活性。

作为一种可实施的方式，所述上管板13上还设置有放空口15，所述下管板2上还设置有排液口21。

作为一种可实施的方式，所述壳体中段5外对称设置有吊耳9、耳式支座7和保温层支撑6，吊耳9与耳式支座7的尺寸和数目通过现有技术中的强度及载荷计算可确定。

作为一种可实施的方式，所述中心筒18与最内层换热管23之间、以及相邻的每层换热管23之间设置有垫条17，如图5所示，所述垫条17包括平垫条和异型垫条，所述换热管23的两端分别连接相对应的上下管板或壳侧管板，换热管23与上下管板、壳侧管板通过贴胀加强度焊的连接方式连接在一起，以换热管23与上管板13为例，连接方式如图6所示。

进一步地，所述换热管23通过管箍24固定在垫条17上，如图7所示。

作为一种可实施的方式，所述绕管体8与壳体中段5的内侧还设置有一层密封夹套22，如图6所示，夹套22包裹绕管体8并与壳程入口16一侧的壳体内侧连接，保证壳程流体无短路。

本实用新型一种绕管式换热器的组装方式如下：先将中心筒18分别与下管板2、上管板13采用焊接组合，壳侧下管板3、壳侧上管板10通过工装以管口方位为基准固定在中心筒18上，然后将其放在专用绕制滚轮架上旋转滚动，其中下管板2、上管板13与滚轮架直接接触，并在滚轮架电动驱动下作圆周滚动，将上述中心筒18与下管板2、上管板13、壳侧下管板3、壳侧上管板10定位固定之后，开始逐层绕制换热管23，绕制第一层换热管23前，先在中心筒18上均布序号垫条17，然后绕制换热管23，换热管23通过管箍24卡紧固定，并将管箍24焊接在垫条17，实现换热管23的固定，后续逐层均采用该种连接方式实现换热管23固定缠绕，形成绕管体8，然后将夹套22紧密的包裹在其上面。绕管体8完成后与壳体中段5进行套装，套装完成后分别与壳体下段19、壳体上段12、下管板2、壳侧下管板3、壳侧上管板10、上管板13进行整体定位焊接组装。整体定位焊接组装完成后，下管箱1与下管板2连接；壳侧下管板3与壳侧下管箱4连接；壳侧上管板10与壳侧上管箱11连接，上管板13与上管箱14连接。最后将保温层支撑6，耳式支座7，吊耳9根据设计要求连接在壳体上。

需要特别说明的是：以上实施例是为了加深对本实用新型的理解，仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims

1.一种绕管式换热器，包括同轴设置的壳体和中心筒（18），所述壳体上设置有壳程入口（16）和壳程出口（20），所述壳体由壳体上段（12）、壳体中段（5）和壳体下段（19）组成，壳体中段（5）与中心筒（18）之间设有绕管体（8），所述绕管体（8）由换热管（23）螺旋缠绕形成，其特征在于，所述壳体上设置有管板，所述管板包括壳体两端的上管板（13）和下管板（2）以及壳体下段（19）的多个壳侧下管板（3）和壳体上段（12）的多个壳侧上管板（10），每个所述管板外侧设置有管箱。

2.根据权利要求1所述的一种绕管式换热器，其特征在于，所述上管板（13）和下管板（2）外侧的管箱数量均为6个。

3.根据权利要求1所述的一种绕管式换热器，其特征在于，所述上管板（13）上还设置有放空口（15），所述下管板（2）上还设置有排液口（21）。

4.根据权利要求1所述的一种绕管式换热器，其特征在于，所述壳体中段（5）外表面对称设置有吊耳（9）、耳式支座（7）和保温层支撑（6）。

5.根据权利要求1所述的一种绕管式换热器，其特征在于，所述中心筒（18）与最内层换热管（23）之间、以及相邻的每层换热管（23）之间分别设置有垫条（17），所述换热管（23）的两端分别连接相对应的上下管板或壳侧管板。

6.根据权利要求1所述的一种绕管式换热器，其特征在于，所述绕管体（8）与壳体中段（5）的内侧还设置有一层密封夹套（22）。

7.根据权利要求5所述的一种绕管式换热器，其特征在于，所述换热管（23）通过管箍（24）固定在垫条（17）上。