CN212931091U - 一种防管程积液的换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种防管程积液的换热器，包括上管箱、上管板、壳体、多条换热管、折流板、下管板和下管箱，上管板和下管板分别固定于壳体，从而围成壳程空间；上管箱固定于上管板且两者共同围成上管程空间，下管箱固定于下管板且两者共同围成下管程空间；多条换热管的两端部分别固定于上管板和下管板，且分别连通至上管程空间和下管程空间，折流板固定于换热管的位于壳程空间的节段；上管板顶面呈朝上拱形状，或上管板顶面呈倾斜平面状；上管板的周部开有排液孔，排液孔的一端连通上管板的顶面，排液孔的另一端连接有排液管。在换热器停止工作后，打开排液管，上管板顶部的液体就能够顺着拱形面或倾斜面排出，能够防止管程上端的上管板顶部积液。

Description

一种防管程积液的换热器

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，具体涉及一种防管程积液的换热器。

背景技术

换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备，而管壳式换热器是工业应用最广泛的换热设备。立式管程式换热器在工业生产中应用非常广泛，它的投入一般占全部设备投资的30％-40％，物料在管程冷凝的立式管程壳式换热器中占有相当的比重。当管程物料为易燃、易爆、有毒和腐蚀性等介质时，就要求在设备运行及停车时排净管程物料。为了满足换热管与管板焊接强度需要，保证焊接面积充足，通常要求换热管高出管板外端面2.5mm以上且采用填丝的方式实现自动氩弧焊，这样的结果是：由于换热管高出管板外端面，停车管板端面上的残液不能从换热管排出。

目前工程中解决此问题的方案主要有三种：第一是按GB/T 151—2014标准资料性附录H关于管接头焊缝形式中包括两种可用于立式热交换器上管板不允许有积液的场合，这两种焊缝形式都是换热管缩入管孔内，焊缝只连接管端壁厚和管孔，由于换热管壁厚很小，焊缝强度有限，对于该案例还有另一个缺点，就是管接头焊接后导致管板产生整体平面凹进去的变形，还是会储存积液。第二是工程中常采用在管板的管孔开深坡口与换热管焊接后，再刮削焊缝与管板表面平齐的方法解决该问题，但管接头连接要求强度焊和贴胀以保证连接强度和密封性，这样管孔端面的坡口结构如果要满足焊脚高度的要求，其坡口加工和焊接就相对困难。第三是设备整体的轻微倾斜，这将涉及所有进出口法兰密封面的倾斜，设备整体倾斜，这将涉及所有进出口法兰密封面倾斜，牵连较多，给安装带来很大困难。

专利号为20082009806.4的文献公开了一种管程冷凝换热器管板，该管板采取类似GB/T151-2014标准资料附录H中的特殊焊接结构，在立式管程冷凝换热器的管板上，除了设有外申角管接头外，还设有特殊的内角管接头和对接内孔管接头。该方案特殊焊接结构的焊缝形式都是换热管缩入管孔内，焊缝只连接管端壁厚和管孔，由于换热管壁厚很小，焊缝强度有限；对于该案例还有另一个缺点，就是管接头焊接后产生管板整体平面凹进去的变形，还是会储存积液。

发明内容

针对现有技术存在上述技术问题，本实用新型提供一种防管程积液的换热器，能够防止管程上端的管板顶部积液。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

提供一种防管程积液的换热器，包括上管箱、上管板、壳体、多条换热管、折流板、下管板和下管箱，上管板和下管板分别固定于壳体的两端部，从而围成壳程空间；上管箱固定于上管板且两者共同围成上管程空间，下管箱固定于下管板且两者共同围成下管程空间；多条换热管的两端部分别固定于上管板和下管板，且分别连通至上管程空间和下管程空间，折流板固定于换热管的位于壳程空间的节段；上管板顶面呈朝上拱形状，或上管板顶面呈倾斜平面状；上管板的周部开有排液孔，排液孔的一端连通上管板的顶面，排液孔的另一端连接有排液管。

优选的，上管板开有多个管孔，多条换热管的上端部分别穿设于多个管孔中，每个管孔的顶部设有坡口，坡口的下端水平布置。

优选的，位于上管板的周部低处的换热管，其上端嵌在对应的管孔中，从而使得该管孔作为所述排液孔，该换热管作为所述排液管。

优选的，上管板开有L形的所述排液孔，排液孔的端口穿至上管板的侧部与所述排液管连通，换热管的上端部从上管板的顶面穿过。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的防管程积液的换热器，由于上管板顶面呈朝上拱形状，或上管板顶面呈倾斜平面状；上管板的周部开有排液孔，排液孔的一端连通上管板的顶面，排液孔的另一端连接有排液管。因此在换热器停止工作后，打开排液管，上管板顶部的液体就能够顺着拱形面或倾斜面排出，能够防止管程上端的上管板顶部积液。

附图说明

图1为实施例一中的防管程积液的换热器的结构示意图。

图2为实施例一中的拱面管板示意图。

图3为实施例一中的拱面管板俯视示意图。

图4为实施例一中的管孔示意图。

图5为实施例二中的防管程积液的换热器的结构示意图。

图6为实施例二中的拱面管板示意图。

图7为实施例二中的拱面管板俯视示意图。

图8为实施例二中的平管接头结构示意图。

附图标记：

上管板1、排液孔2、管孔3、坡口4、排液管5、换热管6、折流板7、下管板8、壳体9、上管箱10、下管箱11。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本实用新型进行详细说明。

实施例1

本申请的防管程积液的换热器的具体实施方式之一，如图1所示，包括上管箱10、上管板1、壳体9、多条换热管6、折流板7、下管板8和下管箱11，上管板1和下管板8分别固定于壳体9的两端部，从而围成壳程空间。上管箱10固定于上管板1且两者共同围成上管程空间，下管箱11固定于下管板8且两者共同围成下管程空间。多条换热管6的两端部分别固定于上管板1和下管板8，且分别连通至上管程空间和下管程空间，折流板7固定于换热管6的位于壳程空间的节段。结合图2所示，上管板1顶面呈朝上拱形状，相对于上管板1水平底面，其顶面是拱形的，构成一块中间厚周边薄的不等厚管板。结合图3所示，上管板1的周部开有排液孔2，排液孔2的一端连通上管板1的顶面的最低位置，排液孔2的另一端连接有排液管5，排液管5处于常闭状态。在换热器停止工作后，打开排液管5，上管板1顶部的液体就能够顺着拱形面，自然会从上管板1较厚的中间流向周边，液体再从设置在低处的排液管5流出，能够防止管程上端的上管板1顶部积液。采用该结构后，采用传统工艺即可加工制造，有利于保证产品质量，在不增加制造难度和费用的情况下，解决了工程中所提出的技术难题。

结合图4所示，上管板1开有多个管孔3，多条换热管6的上端部分别穿设于多个管孔3中，每个管孔3的顶部设有坡口4，坡口4的下端水平布置，下端在同一个平面，且垂直于管孔3轴线，有利于管接头焊接。

以DN1000mm的管束为例，只要上管板1厚度差有5mm即可方便残液流动，φ25mm换热管6的管接头坡口上端高低差最大只有0.15mm，试验表明，这对管接头焊接操作影响不大。同时，该结构因为管板强度和刚度不对称而引起的应力不对称分布的不良影响也不大。

上管板1独立开有L形的排液孔2，排液孔2的端口穿至上管板1的侧部与排液管5连通，如此液体无需从换热管6排出，则换热管6的上端部从上管板的顶面穿过，能够保障换热管的焊接强度。

实际中排液孔2的数量可以为多个，多个排液孔2绕上管板1的周测分布，以能够更彻底地排出积液，数量根据实际需求而定。

实施例2

本申请的防管程积液的换热器的具体实施方式之二，本实施例的主要技术方案与实施例1相同，在本实施例中未解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于，参考图5和图6所示，上管板1顶面呈倾斜平面状。

如图7和8所示，位于上管板1的周部低处的几条换热管6，其上端嵌在对应的管孔3中，没有从上管板1的顶面穿出，形成平管接头，从而使得该管孔3作为排液孔，该处的换热管6作为排液管。上管板1上端面最低处设有换热管6的上端嵌入管孔3内的几个平管接头，方便停车时液体排尽，其它绝大部分的管接头结构为从上管板1上端穿出的常规结构管接头。采用该结构后，换热器在停车过程残液方便地从较高的一侧往较低的一侧流动，集中从管口高度最低的几个管接头口排净，上管板1顶部不会积液。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (4)

1.一种防管程积液的换热器，包括上管箱、上管板、壳体、多条换热管、折流板、下管板和下管箱，上管板和下管板分别固定于壳体的两端部，从而围成壳程空间；上管箱固定于上管板且两者共同围成上管程空间，下管箱固定于下管板且两者共同围成下管程空间；多条换热管的两端部分别固定于上管板和下管板，且分别连通至上管程空间和下管程空间，折流板固定于换热管的位于壳程空间的节段；其特征是：上管板顶面呈朝上拱形状，或上管板顶面呈倾斜平面状；上管板的周部开有排液孔，排液孔的一端连通上管板的顶面，排液孔的另一端连接有排液管。

2.根据权利要求1所述的一种防管程积液的换热器，其特征是：上管板开有多个管孔，多条换热管的上端部分别穿设于多个管孔中，每个管孔的顶部设有坡口，坡口的下端水平布置。

3.根据权利要求2所述的一种防管程积液的换热器，其特征是：位于上管板的周部低处的换热管，其上端嵌在对应的管孔中，从而使得该管孔作为所述排液孔，该换热管作为所述排液管。

4.根据权利要求1所述的一种防管程积液的换热器，其特征是：上管板开有L形的所述排液孔，排液孔的端口穿至上管板的侧部与所述排液管连通，换热管的上端部从上管板的顶面穿过。

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