CN213120203U - 一种换热器管箱结构及换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换热器管箱结构及换热器，涉及换热设备技术领域。该换热器管箱结构包括：管箱短节；管板，与管箱短节的一端连接；管箱端盖和设在管箱端盖和管箱短节之间的反向法兰，管箱端盖通过反向法兰与管箱短节的另一端连接；第一隔板，沿管箱短节的轴向设在管箱短节内；第二隔板，沿管箱短节的径向设在管箱短节内，且其和第一隔板连接形成L形分程隔板；L形分程隔板的一端与管板连接，另一端及侧边均和管箱短节连接，以将管箱短节内部分隔成与管程进口管连通的管程进口腔和与管程出口管连通的管程出口腔。通过该换热器管箱结构既能够有效减轻管箱结构的重量，减少设备成本，又能够增大分程隔板的刚度和稳定性，使结构更加可靠。

Description

一种换热器管箱结构及换热器

技术领域

本实用新型涉及换热设备技术领域，尤其涉及一种换热器管箱结构及换热器。

背景技术

在工业生产中，换热器的主要作用是将能量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到工艺流程规定的指标，以满足工艺流程上的需要。换热器是化工、石油、能源等各工业中应用相当广泛的单元设备之一。据统计，现代化学工业中换热器的投资大约占设备总投资的30％，在炼油厂中占全部工艺设备的40％左右，海水淡化工艺装置则几乎全部由换热器组成。

目前，在各类换热器中，管壳式换热器仍占主导地位。然而，对于现有的管壳式换热器的管箱结构而言，由于其通常采用普通法兰作为管箱法兰以连接管箱端盖和管箱短节，所以会导致管箱法兰和管箱端盖厚度偏厚，管箱结构重量较大，经济成本高。

此外，在管壳式换热器的管箱结构中，分程隔板是不可缺少的零件，其作用是使管程介质按规定的行程流动。当分程隔板的密封被破坏导致泄漏时，会造成管程介质短路，使部分或全部管程介质未经换热管加热而直接从隔板的破坏处泄漏到管程介质出口。若管程介质泄漏量少，则会降低管程介质出口温度；若分程隔板被破坏到使全部管程介质均从分程隔板处流到管程介质出口时，则管程介质出口温度与进口温度几乎相同，导致换热失效。由此可见，分程隔板对换热起着至关重要的作用。然而在现有技术中，管壳式换热器的分程隔板一般沿管箱结构轴向设置，导致分程隔板跨距过大、刚度小，使其在进口管程介质的冲击下极易发生变形，造成分程隔板与管箱短节等结构之间的焊缝极易引起疲劳开裂，导致分程隔板的密封被破坏。

基于此，亟需一种换热器管箱结构及换热器，用以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种换热器管箱结构及换热器，既能够有效减轻管箱重量，减少设备的经济成本，又能够增大分程隔板的刚度和稳定性，使结构更加可靠。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种换热器管箱结构，包括管箱短节和与所述管箱短节的一端连接的管板，所述管箱短节上设置有管程进口管和管程出口管，所述换热器管箱结构还包括：

管箱端盖和反向法兰，所述反向法兰设置在所述管箱端盖和所述管箱短节之间，所述管箱端盖通过所述反向法兰与所述管箱短节的另一端连接；

第一隔板，沿所述管箱短节的轴向设置在所述管箱短节的内部；

第二隔板，沿所述管箱短节的径向设置在所述管箱短节的内部，且所述第二隔板和所述第一隔板连接形成L形分程隔板，所述L形分程隔板的一端与所述管板连接，所述L形分程隔板的另一端及侧边均与所述管箱短节的内壁连接，以将所述管箱短节的内部空间分隔成与所述管程进口管连通的管程进口腔和与所述管程出口管连通的管程出口腔。

可选地，所述第一隔板为矩形平板，所述第二隔板为半圆形平板，所述半圆形平板的直边和所述矩形平板的一边连接以形成所述L形分程隔板。

可选地，所述L形分程隔板与所述管板及所述L形分程隔板与所述管箱短节的内壁之间均可拆卸连接。

可选地，所述换热器管箱结构还包括第一环板和第二环板，所述第一环板和所述第二环板连接形成L形环板结构，所述L形环板结构的一端与所述管板连接，所述L形环板结构的另一端及侧边均与所述管箱短节的内壁连接，且所述L形环板结构可拆卸连接在所述L形分程隔板的外周。

可选地，所述L形分程隔板通过所述L形环板结构同时与所述管板和所述管箱短节密封连接。

可选地，所述管箱短节的内壁固定连接有固定块，所述L形分程隔板与所述固定块可拆卸连接。

可选地，所述固定块包括第一固定块和第二固定块，所述第一固定块设置在所述第一隔板的一侧且与所述第一隔板可拆卸连接，所述第二固定块设置在所述第二隔板的一侧且与所述第二隔板可拆卸连接。

可选地，所述固定块包括多个第三固定块和多个第四固定块，多个所述第三固定块分布在所述第一隔板的两侧且均与所述第一隔板可拆卸连接，多个所述第四固定块分布在所述第二隔板的两侧且均与所述第二隔板可拆卸连接。

可选地，所述L形分程隔板与所述固定块之间设置有密封垫片，所述L形分程隔板通过所述密封垫片同时与所述管箱短节和所述管板密封连接。

本实用新型还提供了一种换热器，其包括如上所述的换热器管箱结构。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种换热器管箱结构及换热器。通过使用反向法兰替代普通法兰作为管箱法兰，可有效减小管箱法兰和管箱端盖直径，进而能够使得管箱法兰和管箱端盖的设计厚度得到有效减小，从而减轻管箱重量，减少设备的经济成本。同时，通过管箱短节轴向设置的第一隔板和管箱短节径向设置的第二隔板，并使第一隔板和第二隔板连接形成L形分程隔板，可有效减小分程隔板在管箱结构轴向上的长度，使得分程隔板的承压面积更小，刚度更大，稳定性更好，更加可靠。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的换热器管箱结构的示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的换热器管箱结构中第一隔板的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的换热器管箱结构中第二隔板的结构示意图；

图4是本实用新型实施例一提供的换热器管箱结构中第一环板的结构示意图；

图5是本实用新型实施例一提供的换热器管箱结构中第二环板的结构示意图；

图6是本实用新型实施例一提供的换热器的整体结构示意图；

图7是本实用新型实施例二提供的换热器管箱结构的整体结构示意图；

图8是本实用新型实施例二提供的换热器管箱结构中第一隔板的结构示意图；

图9是本实用新型实施例二提供的换热器管箱结构中第二隔板的结构示意图；

图10是本实用新型实施例三提供的换热器管箱结构的示意图；

图11是图10中A向的结构示意图；

图12是图10中B向的结构示意图。

图中：

1、管箱短节；11、管程进口管；12、管程出口管；2、管板；3、管箱端盖； 4、反向法兰；5、第一隔板；51、第一把手；52、第一螺栓孔；53、第一避让槽；6、第二隔板；61、第二把手；62、第二螺栓孔；63、第二避让槽；7、第一环板；8、第二环板；9、角钢；13、第一固定块；14、第二固定块；15、第三固定块；16、第四固定块；17、密封垫片；

100、管程进口腔；200、管程出口腔。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

本实施例提供了一种换热器管箱结构。如图1所示，该换热器管箱结构包括管箱短节1和与管箱短节1的一端连接的管板2，在管箱短节1上设置有管程进口管11和管程出口管12。该换热器管箱结构还包括管箱端盖3、反向法兰4、第一隔板5和第二隔板6。其中，反向法兰4设置在管箱端盖3和管箱短节1之间，管箱端盖3通过反向法兰4与管箱短节1的另一端连接。与普通法兰相比，由于螺栓圆直径(即螺栓孔中心圆直径)得到了有效减小，所以反向法兰4的直径更小，并使管箱端盖3的直径更小，而上述直径的减小又使得反向法兰4 的厚度及管箱端盖3的厚度可设计的更薄，因此通过设置反向法兰4可有效减轻管箱结构的重量，节约设备成本。

可选地，管箱端盖3为平盖。该平盖与反向法兰4之间夹设有八角垫片，以保证平盖与反向法兰4之间的密封。

进一步地，如图1所示，第一隔板5沿管箱短节1的轴向设置在管箱短节1 的内部，第二隔板6沿管箱短节1的径向设置在管箱短节1的内部，且第一隔板5和第二隔板6连接形成L形分程隔板。该L形分程隔板一端与管板2连接， L形分程隔板的另一端及侧边均与管箱短节1的内壁连接，以将管箱短节1的内部空间分隔成与管程进口管11连通的管程进口腔100和与管程出口管12连通的管程出口腔200。与现有技术中的分程隔板相比，由于L形分程隔板在管箱结构轴向上的长度得到了有效减小，所以L形分程隔板的承压面积更小，其刚度更大，稳定性更好。

本实施例中，如图2-图3所示，第一隔板5为矩形平板，第二隔板6为半圆形平板，半圆形平板的直边和矩形平板的一边相连以形成L形分程隔板。进一步地，如图1所示，矩形平板的右边和左边分别与管板2和半圆形平板的直边连接，矩形平板的前边和后边均与管箱短节1的内壁连接，半圆形平板的弧边则与管箱短节1的内壁连接，以分隔管箱短节1的内部空间。

可选地，如图1所示，为便于第一隔板5和第二隔板6的装卸，在第一隔板5的一侧焊接有第一把手51，在第二隔板6的一侧焊接有第二把手61。本实施例中，如图2和图3所示，第一把手51和第二把手61均设为多个，以更加方便使用。

进一步地，考虑到反向法兰4端部的内径较小，可将第二隔板6分为两部分以便于拆装。同理，也可将第一隔板5分为两部分。

可选地，L形分程隔板与管板2之间及L形分程隔板和管箱短节1之间均可拆卸连接，以便于工作人员对管箱结构进行检修。如图1所示，换热器管箱结构还包括第一环板7和第二环板8，且第一环板7和第二环板8连接形成L 形环板结构，L形环板结构的一端与管板2连接，L形环板结构的另一端及侧边均与管箱短节1的内壁连接，且L形环板结构可拆卸连接在L形分程隔板的外周。

可以看到，此时通过该L形环板结构实现了L形分程隔板与管箱短节1及 L形分程隔板与管板2之间的可拆卸连接。同时，由于L形环板结构具有中空孔，所以其能够为工作人员提供极大的操作空间，尽量减少对工作人员检修的影响。

进一步地，L形分程隔板通过该L形环板结构与管箱短节1和管板2密封连接，以保证该L形分程隔板的正常使用，防止出现介质泄漏。

具体地，如图1和图4所示，第一环板7为矩形环板，该矩形环板沿第一隔板5的周向搭接在第一隔板5的一侧。在第一环板7的四边中，有两边与管箱短节1的内壁焊接相连，有一边和管板2焊接相连，以保证第一环板7与管箱短节1和管板2之间的密封连接。第一环板7通过螺栓组件(图中未示出) 与第一隔板5可拆卸连接。在第一环板7和第一隔板5之间还夹设有垫片(图中未示出)，以实现第一环板7和第一隔板5之间的密封连接。按以上设置，可防止第一隔板5的周边与管箱短节1和管板2之间出现间隙，从而实现第一隔板5与管箱短节1和管板2之间的密封连接。

如图1和图5所示，第二环板8为半圆形环板，该半圆形环板沿第二隔板6 的周向搭接在第二隔板6的一侧。第二环板8的弧边与管箱短节1焊接相连，以实现第二环板8和管箱短节1的密封连接。与第一环板7的设置类似，第二环板8也通过螺栓组件和垫片与第二隔板6可拆卸密封连接，从而防止第二隔板6与管箱短节1之间出现间隙，实现第二隔板6与管箱短节1之间的密封连接。

整体来看，第一隔板5、第二隔板6、第一环板7和第二环板8的形状结构均十分简单，利于减少制造工序，缩短制造时间。

进一步地，如图1所示，第一环板7中不与管箱短节1或管板2相连的一边和第二环板8的直边焊接相连，以实现第一环板7和第二环板8连接处的密封，防止介质从此处泄漏。可选地，考虑到该连接处会一直受管程介质冲刷，故在此处沿角焊缝的长度方向还设置有角钢9。角钢9设置在该连接处的下部，且角钢9的两端均与管箱短节1焊接固定，以支撑第一环板7和第二环板8，增强结构的稳固性。

如图6所示，本实施例还提供了一种换热器，其包括上述的换热器管箱结构。本实施例中，该换热器为管壳式换热器。更具体地，其为卧式的分离液冷却器，该分离液冷却器的管程数和壳程数均为2。

综上，本实施例提供了一种换热器管箱结构。通过设置反向法兰4可有效减轻管箱结构的重量，节约设备成本。进一步地，通过设置第一隔板5和第二隔板6，并使二者连接形成L形分程隔板，可使得分程隔板在管箱结构轴向上的长度得到有效减小，使分程隔板承压面积更小，刚度更大，稳定性更好，更加可靠。

实施例二

本实施例提供了一种换热器管箱结构，如图7所示，该换热器管箱结构与实施例一提供的换热器管箱结构大致相同，区别仅在于：管箱短节1的内壁固定连接有固定块，L形分程隔板与固定块可拆卸连接。

可选地，如图7所示，固定块包括第一固定块13和第二固定块14。第一固定块13设置在第一隔板5的一侧并与第一隔板5可拆卸连接，第二固定块14 设置在第二隔板6的一侧并与第二隔板6可拆卸连接。本实施例中，第一固定块13和第二固定块14均焊接固定在管箱短节1的内壁上。需要说明的是，在设置第二固定块14时，应使第二固定块14尽量远离反向法兰4的密封面，以防止管程介质直接冲刷反向法兰4的密封面。

进一步地，如图8所示，在第一隔板5上设置有第一螺栓孔52。在第一固定块13上设有与第一螺栓孔52相对应的第一固定块螺栓孔。第一螺栓可以穿过第一固定块螺栓孔与第一螺栓孔52设置，以实现第一隔板5和第一固定块13 之间的可拆卸连接。实际使用时，可先将第一螺栓焊接在第一固定块螺栓孔内，以方便安装，并使结构更加可靠。可选地，第一螺栓孔52为长圆孔以便于第一隔板5安装时调整位置。当然，第一螺栓孔52的数量和位置可根据实际需要进行设置。

可选地，如图9所示，在第二固定块14上设置有第二螺栓孔62。在第二固定块14上对应设置有第二固定块螺栓孔。第二螺栓可以穿过第二固定块螺栓孔与第二螺栓孔62设置，以实现第二隔板6和第二固定块14之间的可拆卸连接。实际使用时，可先将第二螺栓焊接在第二固定块螺栓孔内，以方便安装，并使结构更加可靠。本实施例中，第二螺栓孔62也为长圆孔。

进一步地，如图7所示，在L形分程隔板与固定块之间设置有密封垫片17， L形分程隔板通过密封垫片17与管箱短节1和管板2密封连接。由于密封垫片 17的结构为现有技术，所以在此不再赘述。

实施例三

本实施例提供了一种换热器管箱结构，如图10所示，该换热器管箱结构与实施例二提供的换热器管箱结构大致相同，区别仅在于：固定块包括多个第三固定块15和多个第四固定块16，多个第三固定块15分布在第一隔板5的两侧且均与第一隔板5可拆卸连接，多个第四固定块16分布在第二隔板6的两侧且均与第二隔板6可拆卸连接。

本实施例中，第三固定块15和第四固定块16均焊接固定在管箱短节1的内壁上。其中，第三固定块15与第一隔板5螺栓连接，第四固定块16与第二隔板6螺栓连接。螺栓连接的具体结构形式可参考实施例二，在此不再赘述。

下面以图10-图12为例，对本实施例中第一隔板5和第二隔板6的安装进行说明。

如图10所示，多个第三固定块15分布在第一隔板5的上下两侧，且上侧的第三固定块15和下侧的第三固定块15交错设置。同时，如图11所示，在第一隔板5的边缘处设置有与第三固定块15对应的第一避让槽53。第一隔板5能够通过第一避让槽53避开上侧的第三固定块15装入上下两侧的第三固定块15 之间。此后，使第一隔板5水平移动，当第一隔板5到达最终安装位置时，第一避让槽53能够同时和上下两侧的第三固定块15错开，从而将第一隔板5稳固夹设在多个第三固定块15之间，进而可完成第一隔板5的安装。具体地，第三固定块15和第一避让槽53的数量均可根据实际需要进行设置。

类似地，如图10所示，多个第四固定块16分布在第二隔板6的左右两侧。可以理解的是，左侧的第四固定块16和右侧的第四固定块16同样交错设置。同时，如图11所示，在第二隔板6中弧边的边缘处设置有与第四固定块16对应的第二避让槽63。第二隔板6能够通过第二避让槽63避开左侧的第三固定块 15装入上下两侧的第三固定块15之间。此后，使第二隔板6旋转，当第二隔板 6到达最终安装位置时，第二避让槽63能够同时和左右两侧的第四固定块16错开，从而将第二隔板6稳固夹设在多个第四固定块16之间，进而可完成第二隔板6的安装。

本实施例中，第二隔板6的左侧和右侧各设有两个第四固定块16，在第二隔板6上对应设置有两个第二避让槽63。沿第二隔板6的弧向，两个左侧的第四固定块16之间的夹角、两个右侧的第四固定块16之间的夹角，以及两个第二避让槽63之间的夹角均为90°。相邻的第二避让槽63和第四固定块16之间，以及相邻的两个第四固定块16之间的夹角则均为30°。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种换热器管箱结构，包括管箱短节(1)和与所述管箱短节(1)的一端连接的管板(2)，所述管箱短节(1)上设置有管程进口管(11)和管程出口管(12)，其特征在于，还包括：

管箱端盖(3)和反向法兰(4)，所述反向法兰(4)设置在所述管箱端盖(3)和所述管箱短节(1)之间，所述管箱端盖(3)通过所述反向法兰(4)与所述管箱短节(1)的另一端连接；

第一隔板(5)，沿所述管箱短节(1)的轴向设置在所述管箱短节(1)的内部；

第二隔板(6)，沿所述管箱短节(1)的径向设置在所述管箱短节(1)的内部，且所述第二隔板(6)和所述第一隔板(5)连接形成L形分程隔板，所述L形分程隔板的一端与所述管板(2)连接，所述L形分程隔板的另一端及侧边均与所述管箱短节(1)的内壁连接，以将所述管箱短节(1)的内部空间分隔成与所述管程进口管(11)连通的管程进口腔(100)和与所述管程出口管(12)连通的管程出口腔(200)。

2.根据权利要求1所述的换热器管箱结构，其特征在于，所述第一隔板(5)为矩形平板，所述第二隔板(6)为半圆形平板，所述半圆形平板的直边和所述矩形平板的一边连接以形成所述L形分程隔板。

3.根据权利要求1所述的换热器管箱结构，其特征在于，所述L形分程隔板与所述管板(2)及所述L形分程隔板与所述管箱短节(1)的内壁之间均可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的换热器管箱结构，其特征在于，所述换热器管箱结构还包括第一环板(7)和第二环板(8)，所述第一环板(7)和所述第二环板(8)连接形成L形环板结构，所述L形环板结构的一端与所述管板(2)连接，所述L形环板结构的另一端及侧边均与所述管箱短节(1)的内壁连接，且所述L形环板结构可拆卸连接在所述L形分程隔板的外周。

5.根据权利要求4所述的换热器管箱结构，其特征在于，所述L形分程隔板通过所述L形环板结构同时与所述管板(2)和所述管箱短节(1)密封连接。

6.根据权利要求3所述的换热器管箱结构，其特征在于，所述管箱短节(1)的内壁固定连接有固定块，所述L形分程隔板与所述固定块可拆卸连接。

7.根据权利要求6所述的换热器管箱结构，其特征在于，所述固定块包括第一固定块(13)和第二固定块(14)，所述第一固定块(13)设置在所述第一隔板(5)的一侧且与所述第一隔板(5)可拆卸连接，所述第二固定块(14)设置在所述第二隔板(6)的一侧且与所述第二隔板(6)可拆卸连接。

8.根据权利要求6所述的换热器管箱结构，其特征在于，所述固定块包括多个第三固定块(15)和多个第四固定块(16)，多个所述第三固定块(15)分布在所述第一隔板(5)的两侧且均与所述第一隔板(5)可拆卸连接，多个所述第四固定块(16)分布在所述第二隔板(6)的两侧且均与所述第二隔板(6)可拆卸连接。

9.根据权利要求6-8任一项所述的换热器管箱结构，其特征在于，所述L形分程隔板与所述固定块之间设置有密封垫片(17)，所述L形分程隔板通过所述密封垫片(17)同时与所述管箱短节(1)和所述管板(2)密封连接。

10.一种换热器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的换热器管箱结构。

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