CN2362090Y - 重整装置用板壳式换热器 - Google Patents

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CN2362090Y
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魏兆藩
王丕宏
张延丰
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Lanzhou Institute of petroleum machinery
Shanghai Lanbin Petrochemical Equipment Co Ltd
Original Assignee
魏兆藩
王丕宏
张延丰
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一种重整装置用板壳式换热器,包括壳体、板束、接管、膨胀节,其板束为板壳结构,由外壳和板管组成,板管由若干层有凸凹纹的波纹板以凸纹对凸纹、凹纹对凹纹互相重叠组合而成,在各相邻两块波纹板的两端有直边以焊接连接,该积木式叠合组成的板管装在一外壳内,各波纹板凹纹组成的通道中,一部分通道供介质从上向下流动,另一部分通道供介质从下向下流动。本实用新型既能满足在重整装置中安全可靠使用要求,又可按我国现有设计制造标准及加工手段生产。

Description

重整装置用板壳式换热器
本实用新型涉及炼油化工重整用进料换热器，具体的是一种板壳式换热器。
重整装置用进料换热器操作条件见表：
项目                管程            壳程
设计压力MPa       0.4-1.8          0.6-2.0
设计温度℃        530              480
介质              反应流出物       粗汽油+循环氢气
换热面积M2                 2000-6000
目前在国内大型重整装置上使用的进料换热器有列管式换热器(管壳式换热器)和焊接板式换热器(国外引进)。
列管式换热器强度高、适应性强，在炼化装置高温、高压条件下得到普遍应用。但传热效率低、占地面积大、重量大、价格高，尤其在大型装置要求换热面积大(超过4000M2)时，一般需用两台列管式换热器并联使用，有偏流的可能，使用效果差。因此，国外正逐步用焊接板式换热器取代管式换热器。
大型焊接板式换热器，传热效率高、结构紧凑、可大型化(单台换热面积可达6000M2)，在欧美等发达国家已作为大型连续重整进料换热器首选结构。
国外大型重整进料换热器结构见图1，包括壳体3、板束4、进出口接管1、膨胀节2、设备人孔7等主要零部件。
国外大型重整进料换热器，板束4采用周边焊接的全焊板式结构，对焊缝的焊接质量要求非常严格。组成板束4的板片采用爆破成型的纵向连续的水波纹形板片，材料为SA304薄板，在四个进出口接管1分别采用膨胀节2进行热应力补偿。这种全焊板式结构工艺复杂，制造成本高。
国外大型重整进料换热器，壳体3全部采用焊接，其中壳体上段3设计温度高，采用CrMo钢(SA387)制造，制造时要求整体热处理；而壳体下段5设计温度低，采用碳钢(SA516)制造。壳体上、下两段分别制造并按要求进行热处理。总装时，首先把板束4拉入上段壳体3内，再把下段壳体5套入，上、下两段壳体之间的最后一道焊缝不进行热处理。这种壳体结构十分合理，但结合我国国情，如果采用这种结构，存在以下问题：
第一、设计、制造问题。目前国内尚无由压力容器检测部门认可的有关按温度分段设计及制造的标准；
第二、安全使用问题。为保证安全，在设备使用过程中，必须对壳体下段(碳钢材料)5壁温进行严格地即时检测和控制，一旦超温，会引起严重后果。
本实用新型的目的是提供一种用于重整装置进料换热器的板壳式换热器。其板束结构和壳体结构相对简单，工艺性好，它既能满足在重整装置中安全可靠使用要求，又按我国现有设计制造标准及加工手段生产。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种重整装置用板壳式换热器，包括壳体、板束、接管、膨胀节，壳体为有上、下球形封头的圆筒，筒体上设有人孔和支架，其特征在于：
板束为板壳结构，由外壳和板管组成，板管由若干层有凸凹纹的波纹板以凸纹对凸纹、凹纹对凹纹互相重叠组合而成，在各相邻两块波纹板的两端有直边以焊接连接，该积木式叠合组成的板管装在一外壳内，各波纹板凹纹组成的通道中，一部分通道供介质从上向下流动，另一部分通道供介质从下向上流动。
本实用新型的目的还可以通过以下措施实现：
所述板束在换热器壳体内可以通过接管进行并联，也可以通过接管进行串联。
所述壳体分为上段壳体和下段壳体、上段壳体包括焊接成一体的上封头和上段圆筒，下段壳体包括焊接成一体的下封头和下段圆筒，该上、下段圆筒的接合处分别焊接有上、下容器法兰，在该上、下容器法兰的接合面上装设有一金属密封圈，在该上、下容器法兰的接合面内孔壁焊接有一“Ω”形密封环。
所述叠合组成板管的波纹板具有大倾斜角的人字形凸、凹纹，波纹纵向连续，沿板片的周边有10-15mm宽的供焊接用的平直边，一组波纹基础尺寸为1.2m×1.2m，每两组波纹之间间隔有一个10×1000mm的平板。
所述上段壳体及下段壳体全部用CrMo钢制成。
本实用新型有以下积极有益的效果：
1、板束结构结构相对简单、工艺性好，便于施工，又能满足在重整装置中使用的性能指标、安全、可靠，换热效率高。
2、壳体分为上、下两段的法兰连接且设有金属密封圈和“Ω”形密封环，密封性能好、安装、维护方便。
3、结构工艺性好、成本相对较低，适合我国国情、便于推广。
现以较佳实施例结合附图进行说明：
图1是本实用新型一实施例的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的A-A剖截视图；
图4是图3一角的局部放大示意图；
图5示图1中法兰连接部分的密封结构；
图6是图4中波纹板片的一种实施例；
图7是图6的B-B剖截视图；
图8是图6的C-C剖截视图；
图9是图8的端部的局部放大图；
图10同图1，为另一实施例，其壳体上、下段为焊接结构。
附图编号：
1.接管     2.膨胀节(波纹伸缩管)        3.壳体上段
4.板束     5.壳体下段                  6.容器法兰
7.人孔     8.金属密封圈                9.“Ω”形密封环
10.外壳    11.波纹板片
12.波纹板供焊接的直边
13.波纹板凹槽形成的通道
14.两组波纹之间的平板                  15.支架
本实用新型的重整装置用板壳式换热器，请参照图1图2，包括壳体、板束4、接管1、膨胀节2，壳体为有上、下球形封头的圆筒，筒体上设有人孔7和支架15，
请同时参照图3图4，板束4为板壳结构，由外壳10和板管组成，板管由若干层有凸凹纹的波纹板11以凸纹对凸纹、凹纹对凹纹互相重叠组合而成，在各相邻两块波纹板11的两端有直边以焊接连接，该积木式叠合组成的板管装在一外壳10内，在各波纹板凹纹11组成的通道13中，一部分通道供介质从上向下流动，另一部分通道供介质从下向上流动。
实施时，所述板束4在换热器壳体1内可以通过接管1进行并联，也可以通过接管1进行串联。
请同时参照图5，所述壳体分为上段壳体3和下段壳体5、上段壳体3包括焊接成一体的上封头和上段圆筒，下段壳体5包括焊接成一体的下封头和下段圆筒，该上、下段圆筒的接合处分别焊接有上、下容器法兰6，在该上、下容器法兰6的接合面上装设有一金属密封圈8，在该上、下容器法兰6的接合面内孔壁焊接有一“Ω”形密封环9。
请同时参照图6图7图8图9，所述叠合组成板管的波纹板具有大倾斜角的人字形凸、凹纹，波纹纵向连续，沿板片的周边有10-15mm宽的供焊接用的平直边，一组波纹基础尺寸为1.2m×1.2m，每两组波纹之间间隔有一个10×1000mm的平板。
所述上段壳体3及下段壳体5全部用CrMo钢制成。
在图1所示实施例中，为保证重整进料换热器在使用过程中安全可靠，换热器壳体全部采用CrMo钢制造，同时壳体分成上下两段3、5，用容器法兰6连接，以达到壳体分段热处理的制造要求。
容器法兰6密封结构示意图见图3，它包括一对用CrMo钢制造的容器法兰6、一个金属垫圈8及一个奥氏体不锈钢材料制成的“Ω”环9。重整进料换热器组装时，先用金属垫圈8通过容器尘兰6夹紧密封，待换热器打压试验合格后，打开设备人孔7，装入并焊好“Ω”环9。从而达到装配后壳体整体的无泄漏密封。
实施时也可以不采用壳体分离为上、下段以法兰连接的结构，而采用图10所示的连体壳体、全部焊接的结构。
在图1、图10所示的实施例中，壳体的四个进出口接管1分别通过膨胀节2在壳内与板束4连接。板束采用板壳式结构，首先将压制成型的板片11成组对焊成板管，然后以板管为单元，将数百个板管(数量按工艺计算结果确定)积木式叠合组成板壳结构的板束4，板管两端仍然用焊接连接。如果工艺需要，也可将几个板束在换热器壳体内通过接管做串联或并联连接，实现模块式组合。
板片板型结构图见图4。采用大倾斜角的人字形板片，波纹纵向连续，沿板片的周边有约10-15mm宽的平直边供焊接用。一组波纹基础尺寸约为1.2m×1.2m，两组波纹之间有一个约10×1000mm的平板。板片总长，根据工艺计算确定，大型板片通过多次压制而成；一次压制一组波纹，用上面提到的间隔平面，作为两组波纹间的的衔接过渡。

Claims (5)

1.一种重整装置用板壳式换热器，包括壳体、板束、接管、膨胀节，壳体为有上、下球形封头的圆筒，筒体上设有人孔和支架，其特征在于：
板束为板壳结构，由外壳和板管组成，板管由若干层有凸凹纹的波纹板以凸纹对凸纹、凹纹对凹纹互相重叠组合而成，在各相邻两块波纹板的两端有直边以焊接连接，该积木式叠合组成的板管装在一外壳内，各波纹板凹纹组成的通道中，一部分通道供介质从上向下流动，另一部分通道供介质从下向上流动。
2.如权利要求1所述的重整装置用板壳式换热器，其特征在于：所述板束在换热器壳体内可以通过接管进行并联，也可以通过接管进行串联。
3.如权利要求1所述的重整装置用板壳式换热器，其特征在于：所述壳体分为上段壳体和下段壳体、上段壳体包括焊接成一体的上封头和上段圆筒，下段壳体包括焊接成一体的下封头和下段圆筒，该上、下段圆筒的接合处分别焊接有上、下容器法兰，在该上、下容器法兰的接合面上装设有一金属密封圈，在该上、下容器法兰的接合面内孔壁焊接有一“Ω”形密封环。
4.如权利要求1所述的重整装置用板壳式换热器，其特征在于：所述叠合组成板管的波纹板具有大倾斜角的人字形凸、凹纹，波纹纵向连续，沿板片的周边有10-15mm宽的供焊接用的平直边，一组波纹基础尺寸为1.2m×1.2m，每两组波纹之间间隔有一个10×1000mm的平板。
5.如权利要求1所述的重整装置用板壳式换热器，其特征在于：所述上段壳体及下段壳体全部用CrMo钢制成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107328269A (zh) * 2017-07-14 2017-11-07 甘肃蓝科石化高新装备股份有限公司 一种由并联板束构成的板壳式热交换器

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Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C32 Full or partial invalidation of patent right
IP01 Partial invalidation of patent right

Decision date of declaring invalidation: 20051207

Decision number of declaring invalidation: 8056

Case number: 5 W 06598

Conclusion of examination: I. No. 3 invalidation request review, decision 6., review conclusion, declare patent No. 1, 2, 4 and 5 invalid, and maintain the patent right on the basis of claim 98249056.9.

Decision date: 20051207

Denomination of utility model: Shell and plate heat-exchanger for reforming device

Granted publication date: 20000202

Patentee: Wei Zhaofan Wang Pihong Zhang Yanfeng

Review decision number: 8056

ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: LANZHOU OIL MACHINE RESEARCH INSTITUTE; PATENTEE

Free format text: FORMER OWNER: WEI ZHAOFAN; PATENTEE

Effective date: 20080905

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20080905

Address after: No. 349, Dunhuang Road, Qilihe District, Gansu, Lanzhou Province: 730050

Co-patentee after: Shanghai Lanbin Petrochemical Equipment Co., Ltd.

Patentee after: Lanzhou Institute of petroleum machinery

Address before: No. 155, Dunhuang Road, Gansu, Lanzhou Province, China: 730050

Co-patentee before: Wang Pihong

Patentee before: Wei Zhao fan

Co-patentee before: Zhang Yanfeng

C17 Cessation of patent right
CX01 Expiry of patent term