CN219415821U - 一种可抽出u形管式原油-水换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可抽出U形管式原油‑水换热器。其管程部包括换热管、管程进管、管程出管，壳程部包括筒体、左端封头、右端封头、壳程进管、壳程出管，左端封头与筒体固定连接，右端封头与筒体通过螺栓固定在一起，换热管穿设在支撑板上设置的管孔中，支撑板固定在支撑架上，支撑架的右端固定连接在右端封头的内侧面上，支撑架的左端可伸入至筒体中。右端封头与筒体通过螺栓可拆卸的固定在一起，只需拧下筒体与右端封头法兰上的连接螺栓即可将右端封头与筒体相分离，将换热管束抽出，方便对换热管进行检查、维修或更换，也便于设备的清洗和检修。换热管的首端与尾端焊接有与换热管同种材料的第一法兰，避免了异种钢焊接，降低了焊接难度。

Description

一种可抽出U形管式原油-水换热器

技术领域

本实用新型属于换热器技术领域，尤其涉及一种原油换热器。

背景技术

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。是一种常见的热量交换设备，在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位。使用较为广泛的是管壳式换热器，又包括固定管板式换热器、浮头式换热器、U形管式换热器、填料函式换热器。如石油、石化工业在原油脱水、输送、炼制过程中，将冷原油升温加热所使用的原油换热器，就是一种重要的换热设备，一般采用固定管板式或内置螺旋管式方案，但两种方案都有比较明显的缺点。

固定管板式换热器主要结构由管箱或封头、筒体、管板、换热管、折流板等一系列组件连接而成，筒体多为圆筒形，内部装有换热管，是主要的传热元件，换热管两端固定在管板上。原油通过换热管等管程流进、流出换热器，热水通过壳程流进、流出换热器，完成热量交换。由于原油中含有多种引起设备和管道腐蚀的氯化物、硫化物和有机酸等化合物，因此原油换热器中的换热管一般采用钛管制作，为了与管板连接，管板需采用爆炸复合板，如Q345R+TA2复合板，一是造价高；二是换热管与管板为角接焊缝且焊点多，无法实现后期射线探伤，易造成泄漏；三是换热管、管板和壳体焊接为一体，当管程和壳程温差较大时，管板与换热管焊接接头受温差应力影响，容易造成换热管拉脱，形成泄漏，影响设备正常使用；四是管束整体不能抽出，不便于清洗和检修。

内置螺旋管式换热器，一般包括外壳、外壳两端的封头、焊接在封头上的原油进口和出口、热水进口和出口、换热管、U形吊挂螺栓等部件。如采用刚度和强度高的钛管，基于成本上的考虑一般选用厚度较薄的管材，但难于实现弯制（弯制成品率低），所以多采用较厚的不锈钢管进行代替；但不锈钢螺旋管在原油介质中容易腐蚀，易造成泄漏影响设备正常使用；另外螺旋管只能采用U形螺栓固定不能采用带孔支撑板固定，故需要使用大量的U形螺栓，安装繁琐且不可靠。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可抽出U形管式原油-水换热器，以解决上述背景技术中提出的问题。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种可抽出U形管式原油-水换热器，包括管程部、壳程部，所述的管程部包括换热管、管程进管、管程出管，所述的壳程部包括筒体、左端封头、右端封头、壳程进管、壳程出管，左端封头与筒体固定连接，右端封头与筒体通过螺栓固定在一起，其特征在于：所述的换热管穿设在支撑板上设置的管孔中，支撑板固定在支撑架上，支撑架的右端固定连接在右端封头的内侧面上，支撑架的左端可伸入至筒体中。

通过采用上述技术方案，换热管通过支撑板、支撑架连接在右端封头上，而右端封头与筒体通过螺栓可拆卸的固定在一起，只需拧下筒体与右端封头法兰上的连接螺栓即可将右端封头与筒体相分离，将换热管束抽出，方便对换热管进行检查、维修或更换，也便于设备的清洗和检修。

进一步地，所述的换热管包括多根直管和弯头，直管穿设在支撑板的管孔中，换热管的首端与管程进管活动连接、尾端与管程出管活动连接，彼此相邻的两根直管的端部通过弯头相连。

通过采用上述技术方案，换热管采用直管形式，无需另外进行弯制加工降低加工制造难度。换热管之间通过180E(S) 型弯头采用对接焊缝形式连接，便于焊接和后期射线探伤。换热管的直管穿设在支撑板的管孔中，可在管孔中滑动而自由伸缩，可以避免管壳程温差大时造成的温差应力对换热管的不利影响，且采用支撑板安装比U形吊挂螺栓简便可靠。

更进一步地，所述换热管的首端与尾端结构相同，端部均固定连接有与换热管同种材料的第一法兰，换热管的首端与尾端上均套装有环形的活动法兰；

通过采用上述技术方案，换热管的首端与尾端焊接有与换热管同种材料的第一法兰，避免了异种钢焊接，降低了焊接难度。

所述管程进管与管程出管位于筒体内一端的端部均固定连接有第二法兰，第二法兰与活动法兰上设有彼此对应的连接孔；第二法兰与活动法兰彼此相对的端面之间设有密封圈。

换热器的外壳、封头一般采用碳钢或不锈钢材料，钛管与碳钢、不锈钢封头之间的焊接过程中受到外界空气的影响较大而导致钛管的变形难以控制，若采用人工焊接，焊接强度不牢固，且不便采用机械焊接。通过采用上述技术方案，换热管与管程进管、管程出管采用活动连接，换热管采用钛材材质，可有效抵御原油对换热管的腐蚀，保证设备长期安全稳定运行。而管程进管、管程出管采用与封头相同的碳钢或不锈钢材料，容易保证焊接质量。

上述的一种可抽出U形管式原油-水换热器中，所述的壳程进管设置于右端封头的上部，所述的壳程出管设置于右端封头的下部，壳程出管的内端连接有热水引出管，热水引出管的右端与壳程出管的内端相连，热水引出管的左端位于筒体的左端并通过连接架与上部的支撑架相连。

通过采用上述技术方案，壳程进管（热水进口）设置在设备右侧上部，壳程出管（热水出口）设置在右侧下部并通过热水引出管伸入到筒体的左端下部，使热水由设备的右上进入左下排出，保证了热水在壳体内具有最大行程，实现热水与换热管的充分接触并换热。

有益效果

1、不存在管板构件，可大大降低成本并缩短工期；

2、换热管采用钛材材质，可有效抵御原油对换热管的腐蚀，保证设备长期安全稳定运行；

3、换热管采用直管形式，无需另外进行弯制加工降低加工制造难度；

4、换热管之间通过180E(S) 型弯头采用对接焊缝形式连接，便于焊接和后期射线探伤；

5、换热管的直管穿设在支撑板的管孔中，可在管孔中滑动而自由伸缩，可以避免管壳程温差大时造成的温差应力对换热管的不利影响，且采用支撑板安装比U形吊挂螺栓简便可靠；

6、换热管通过支撑板、支撑架连接在右端封头上，而右端封头与筒体通过螺栓可拆卸的固定在一起，只需拧下筒体与右端封头法兰上的连接螺栓即可将右端封头与筒体相分离，将换热管束抽出，方便对换热管进行检查、维修或更换，也便于设备的清洗和检修；

7、换热管的首端与尾端采用PJ/SE法兰形式，与管程进管、管程出管采用法兰连接，端部焊接有与换热管同种材料的第一法兰，避免了异种钢焊接，降低了焊接难度；

8、壳程进管（热水进口）设置在设备右侧上部，壳程出管（热水出口）设置在右侧下部并通过热水引出管伸入到筒体的左端下部，使热水由设备的右上进入左下排出，保证了热水在壳体内具有最大行程，实现热水与换热管的充分接触并换热。

附图说明

图1是本实用新型的主视示意图。

图2是本实用新型的右视示意图。

图3是图1中的A部放大示意图。

图4是本实用新型中换热管的首端/尾端端部、第一法兰、活动法兰的连接示意图；

图5是本实用新型中管程进管/管程出管端部与第二法兰的连接示意图；

图6是本实用新型中支撑板的示意图。

图中：1弯头，2左端封头，3支撑板，31管孔，4支撑架，5筒体，6压力表接管，7启动排气口，8温度表接管，9螺栓，10筒体法兰，11垫片，12封头法兰，13右端封头，14壳程进管，15管程进管，16管程出管，17壳程出管，18换热管首端，19支座，20直管，21排污口，22热水引出管，23连接架，24活动法兰，25第一法兰，26第二法兰，27紧固件，28密封圈。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过非限定性的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的说明。

本实用新型所述的前、后、左、右方向是依据附图所示前、后、左、右方向进行的描述。为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例有关的部分。

请见图1至图6，一种可抽出U形管式原油-水换热器，包括管程部、壳程部，管程部包括换热管、管程进管15、管程出管16，壳程部包括筒体5、左端封头2、右端封头13、壳程进管14、壳程出管17，壳程筒体5为圆柱体，左端封头2与筒体5焊接固定在一起，右端封头13与筒体5通过螺栓9固定在一起，具体地，筒体5的右端部和右端封头13的端部分别设置有筒体法兰10和封头法兰12，筒体法兰10和封头法兰12上对应的设有连接孔，连接螺栓9穿过连接孔将筒体5与右端封头13连接在一起，筒体5与右端封头13之间设有容器法兰用垫片11。

筒体5内设置支撑架4，具体地，支撑架4的右端固定连接在右端封头13的内侧面上，支撑架4的左端可伸入至筒体5中，支撑架4上连接有3个支撑板3，支撑板3上设有管孔31，换热管穿设在管孔31中，具体地，换热管包括多根直管20和弯头1，直管20穿设在支撑板3的管孔31中，换热管的首端18与管程进管15活动连接、尾端与管程出管16活动连接，彼此相邻的两根直管20的端部通过弯头1相连；本实施例中直管20和弯头1均采用钛材材质，方便将直管20和弯头1焊接在一起。换热管的首端18与尾端结构相同，端部均固定连接有与换热管同种材料的第一法兰25，换热管的首端18与尾端上均套装有环形的活动法兰24；本实施例中，换热管的首端18与尾端均为直管20的一端，第一法兰25也采用钛材材质，环形的活动法兰24先套设在直管20上后，第一法兰25焊接在直管20的管端。

管程进管15、管程出管16、筒体5、左端封头2、右端封头13、均采用不锈钢材料，管程进管15、管程出管16均焊接在右端封头13上，管程进管15与管程出管16位于筒体5内一端的端部均焊接有第二法兰26，第二法兰26与活动法兰24上设有彼此对应的连接孔，连接孔上设置紧固件27将管程进管15与换热管的首端18、管程出管16与换热管的尾端连接在一起，紧固件27采用螺栓、螺母，第二法兰26与活动法兰24彼此相对的端面之间设有密封圈28。

本实施例中壳程进管14、壳程出管17均采用不锈钢材料，壳程进管14设置于右端封头13的上部，壳程出管17设置于右端封头13的下部，壳程出管17的内端连接有热水引出管22，热水引出管22的右端与壳程出管17的内端相连，热水引出管22的左端位于筒体5的左端并通过连接架23与上部的支撑架4相连。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

以上所列举的实施例仅供理解本实用新型之用，并非是对本实用新型所描述的技术方案的限制，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，所有等同的变化或变形都应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (4)

1.一种可抽出U形管式原油-水换热器，包括管程部、壳程部，所述的管程部包括换热管、管程进管、管程出管，所述的壳程部包括筒体、左端封头、右端封头、壳程进管、壳程出管，左端封头与筒体固定连接，右端封头与筒体通过螺栓固定在一起，其特征在于：所述的换热管穿设在支撑板上设置的管孔中，支撑板固定在支撑架上，支撑架的右端固定连接在右端封头的内侧面上，支撑架的左端可伸入至筒体中。

2.根据权利要求1所述的一种可抽出U形管式原油-水换热器，其特征在于：所述的换热管包括多根直管和弯头，直管穿设在支撑板的管孔中，换热管的首端与管程进管活动连接、尾端与管程出管活动连接，彼此相邻的两根直管的端部通过弯头相连。

3.根据权利要求2所述的一种可抽出U形管式原油-水换热器，其特征在于：所述换热管的首端与尾端结构相同，端部均固定连接有与换热管同种材料的第一法兰，换热管的首端与尾端上均套装有环形的活动法兰；

所述管程进管与管程出管位于筒体内一端的端部均固定连接有第二法兰，第二法兰与活动法兰上设有彼此对应的连接孔；第二法兰与活动法兰彼此相对的端面之间设有密封圈。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种可抽出U形管式原油-水换热器，其特征在于：所述的壳程进管设置于右端封头的上部，所述的壳程出管设置于右端封头的下部，壳程出管的内端连接有热水引出管，热水引出管的右端与壳程出管的内端相连，热水引出管的左端位于筒体的左端并通过连接架与上部的支撑架相连。