CN2566215Y - 一种高温换热器 - Google Patents

Abstract

一种高温换热器，由底座、可动式支撑机构和换热器本体组成，所述换热器本体包括壳程框架、设在壳程框架上的进、出口封头、与壳程框架密封连接的两端管板、换热管及两端封头，其特征在于：所述换热管的一端与高温端管板固定连接，另一端通过密封结构与管板构成可滑移连接。本实用新型避免了传统换热器中在管板过大、换热器过长时，由于温差应力过大而产生的变形；同时本实用新型结构简单，运行稳定，密封可靠，使用寿命长，在大型高温换热器中具有很强的适用性。

Description

一种高温换热器

                        技术领域

本实用新型涉及一种高温换热器，特别是一种能适应大尺寸下较高温差换热使用的管壳式换热器。

                        背景技术

管壳式换热器是一种常用的换热装置，通常，由两端的管箱和中间的筒体构成壳体，管板和换热管构成内件，有的也加装折流机构，将多根换热管的两端分别穿透并焊接在两块管板上，管板周围与筒体密封，一种流体(如高温流体)在管箱和换热管内流动，另一种流体则在换热管外的壳程流动，通过换热管壁的热交换实现换热。对于大型的高温换热器来说，管板尺寸比较大(面积常在4m²以上)，工作时，由于受热膨胀，会发生以下变化，一是换热器整体受热导致膨胀，会使换热器筒体与支撑件间发生较大的应力，为减少由此产生的问题，在一些高温换热器上采用了筒体与支撑座间的可滑移装置，一般地，将高温侧和底座焊接，其余部分由多个可移动支座支撑，可移动支座置于滑道内，与滑道间为滑动(或滚动)连接关系，这样，当受热时，支座在滑道内滑移，使换热器可以整体伸长，工作结束冷却时，又可自由回缩；但是，由于管板受热不均匀，且壳壁和管壁的温差较大，能产生的温差应力也很大，使管子、壳体的应力有显著地增加，由于换热管是与管板焊接在一起的，各换热管及壳体受热膨胀的不均，使得管板的应力有很大增加，导致管板局部变形过大，部分管边焊接拉裂，影响了换热器的正常使用。

                        发明内容

本实用新型目的是提供一种高温换热器，能够解决大尺寸下管板、换热管和壳体受热不均导致的管板变形脱焊问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种高温换热器，由底座、可动式支撑机构和换热器本体组成，所述换热器本体包括壳程框架、设在壳程框架上的进、出口封头、与壳程框架密封连接的两端管板、换热管及两端封头，所述换热管的一端与高温端管板固定连接，另一端通过密封结构与管板构成可滑移连接。

上述技术方案中，所述“换热管的一端与高温端管板固定连接”通常是焊接，焊接固定效果好且成本低；所述换热管“通过密封结构与管板构成可滑移连接”是指通过现有的密封技术使得管板与换热管间形成密封，管板内的壳程流体不会渗漏到端部的封头内，这种密封技术现在通常用于一些化工设备(如搅拌式反应装置)内，常见的有填料密封和机械密封。换热器本体中，可以根据现有换热器作相应变化，增加一些技术特征，如在壳程中设置支撑板和多个管箱，设置折流机构等，都不会影响本实用新型发明目的的实现，所述换热器本体可以是方形的、矩形的、或者是圆形的。

上述技术方案中，所述密封结构可以为填料式密封结构，在管板上开有填料槽，管板和换热管间充填有填料，并用压盖压紧，压盖与管板固定连接。出于安装工艺的考虑，所述填料槽位于管程出口侧管板上换热管伸出管板方向的一侧，填料也可以不仅仅充填在填料槽中，而是充满压盖和管板之间。

上述技术方案中，所述压盖可以为整体结构，也可以为分块式结构，由至少2块压盖构成；也可以为独立式结构，在每根换热管处设有一个与管板固定连接的压盖。

上述技术方案中，还可以包括有压环，所述压环位于压盖与填料间，将填料压紧于填料槽内，当不产用压环时，实际上，压盖兼起到压环的作用。

另一种密封结构的形式，也可以为机械密封。

上述技术方案中，所述可移动支撑机构为与换热器本体固定连接的多个可动式支撑脚，底座上设有滑道，换热器本体一端与底座固定连接，各可动式支撑脚与底座上的滑道构成滑动或滚动配合结构；滑动配合时，可动式支撑脚底部为滑块，可在滑道中滑动；滚动配合时，可动式支撑脚底部为滚轮，可在滑道中滚动。

上述技术方案中，换热器管板可以通过膨胀节与壳程框架连接。

换热器工作时，壳体和换热管受高温气体影响，出现不同程度的伸长，壳体通过可移动支撑机构在底座上延伸滑移，换热管在低温端管板和压盖中也可自由伸缩，从而减小传统换热器中由于温差应力而引起的管板变形及换热管和管板拉裂。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1.由于本实用新型换热管的一端与管板间构成可动式连接结构，在工作时，换热管受热膨胀时，其一端可在管板中伸缩滑动，从而避免了不同换热管及壳体受热不均造成的应力，管板和换热管不易变形及发生拉裂。

2.本实用新型新结构处的密封，可以采用现有化工设备中的填料式或机械密封实现，由于密封技术成熟可靠，不会发生泄漏问题。

3.本实用新型结构简单，运行稳定，密封可靠，在大型高温换热器中具有很强的适用性。

                       附图说明

附图1为本实用新型实施例一的结构示意图；

附图2为图1中密封结构部分的局部放大示意图。

其中：[1]、底座；[2]、入孔；[3]、封头；[4]、管板；[5]、膨胀节；[6]、封头；[7]、支撑板；[8]、壳程框架；[9]、换热管；[10]、封头；[11]、管板；[12]、封头；[13]、可动式支撑脚；[14]、压盖；[15]、压环；[16]、填料。

                     具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例一：参见附图1和附图2所示，一种高温换热器，由底座1、可动式支撑机构和换热器本体组成，所述换热器本体是由带有入孔2的管程出口封头3、管板4和管板11、膨胀节5、壳程进口封头6、中间支撑板7、壳程框架8、换热管9、壳程出口封头10、管程进口封头12组成。所述换热管9的一端与高温端管板11焊接，另一端通过密封结构与管板4构成可滑移连接，其中的密封结构是如下实现的，在管程出口侧管板4上，开有填料槽，在穿好全部换热管9之后，在填料槽上安装好填料16、压环15，并盖上压盖14，用螺钉铆紧，这样就形成了封闭的管程和壳程空间。

本实施例中，所述压盖14可以为整体结构，也可以为分块式结构，还可以在每根换热管9处设有一个与管板4固定连接的压盖14。

本实施例中，所述可移动支撑机构为与换热器本体固定连接的多个可动式支撑脚13，底座1上设有滑道，换热器本体一端与底座1固定连接，各可动式支撑脚13与底座上的滑道构成滑动连接结构。

换热时，冷热流体分别流经管程和壳程，在换热管内外进行热交换，在温差的作用下，壳体和换热管都出现不同程度的伸缩，换热管在出口侧管板及压盖中可自由伸缩，这样就不会产生温差应力，导致管板变形，更不会使换热管和管板拉裂。

实施例二：一种高温换热器，其基本结构与实施例一相同，其中，在管程出口侧管板4上，直接装上带有静环密封圈和动环密封圈的机械密封，用螺钉铆紧，也可形成封闭的管程和壳程空间。

Claims (10)

1.一种高温换热器，由底座[1]、可动式支撑机构和换热器本体组成，所述换热器本体包括壳程框架[8]、设在壳程框架[8]上的进、出口封头[6、10]、与壳程框架[8]密封连接的两端管板[4、11]、换热管[9]及两端封头[12、3]，其特征在于：所述换热管[9]的一端与高温端管板[11]固定连接，另一端通过密封结构与管板[4]构成可滑移连接。

2.如权利要求1所述的高温换热器，其特征在于：所述密封结构为填料式密封结构，在管板[4]上可开有填料槽，管板[4]和换热管[9]间充填有填料[16]，并用压盖[14]压紧，压盖[14]与管板[4]固定连接。

3.如权利要求2所述的高温换热器，其特征在于：所述压盖[14]为整体结构。

4.如权利要求2所述的高温换热器，其特征在于：所述压盖[14]为分块式结构，由至少2块压盖构成。

5.如权利要求2所述的高温换热器，其特征在于：所述压盖[14]为独立式结构，在每根换热管处设有一个与管板固定连接的压盖。

6.如权利要求3或4或5所述的高温换热器，其特征在于：还包括有压环[15]，所述压环[15]位于压盖[14]与填料[16]间，将填料[16]压紧于填料槽内。

7.如权利要求1所述的高温换热器，其特征在于：所述的密封结构可以为机械密封。

8.如权利要求1所述的高温换热器，其特征在于：所述可移动支撑机构为与换热器本体固定连接的多个可动式支撑脚[13]，底座[1]上设有滑道，换热器本体一端与底座[1]固定连接，各可动式支撑脚[13]与底座[1]上的滑道构成滑动或滚动配合结构。

9.如权利要求1所述的高温换热器，其特征在于：换热器管程的低温端封头[3]可以通过膨胀节[5]与管板[4]及壳程框架[8]连接。

10.如权利要求1所述的高温换热器，其特征在于：所述换热器本体可以是方形的、矩形的、或者是圆形的。