CN2903882Y - 一种管壳式换热器 - Google Patents

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刘金成
张长秋
兰英华
钱进华
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Abstract

本实用新型涉及管壳式换热器，它包括封头和固设于壳体内的管板及管板间的列管，所述管板一端为自由端，该自由端与所对应的壳体封头上的换热介质进口或出口间设有应力补偿装置，所述应力补偿装置两端分别与管板和壳体封头上的热介质进口或出口固连。由于在管壳式换热器壳体内加装特殊膨胀节的应力补偿装置，加装的膨胀节仅承受两股流体的压差，降低了膨胀节的刚度，使之在温差应力作用下伸缩更加灵活，降低了壳体与管束间的温差应力，减少了因温差应力造成设备破坏的危害性，与现有其它换热设备相比，结构简单、运行可靠、便于清洗、适用范围大、使用效果好，提高了设备的使用寿命，具有较好的推广价值和经济效益。

Description

一种管壳式换热器
技术领域
本实用新型涉及换热设备，具体涉及一种管壳式换热器。
技术背景
温差应力是换热装备失效及产生应力腐蚀的主要原因之一。为减少管壳式换热器的温差应力，目前管壳式换热器在应用于两股换热流体温差较大的工况时一般采用在壳体外加膨胀节或采用一端可自用伸缩的浮头式或采用U型管式补偿结构。在实际应用中，对于壳体外加装膨胀节的换热设备来说，在壳程操作温度、压力均较高的情况下，由于要保证膨胀节的强度，通常需要较大的壁厚，从而造成膨胀节的刚度很大，使伸缩变形受限，故难以获得理想有效的补偿热膨胀和消除热应力效果，从而使换热器管束或壳体承受过大的热应力而损坏；对于一端可自用伸缩的浮头式换热器，虽然管束与壳体相对运动自如，可有效降低热应力，但其结构复杂，容易发生泄漏，特别是对于直径较大的换热设备，这种泄漏问题更显突出；对于U型管式补偿结构换热设备，尽管热应力能得到很好补偿，但却存在冷热流体不能完全实现逆流换热，降低了换热传热温差，同时还存在着管内污物堵塞难以清理、管子利用率低、流体分配不均等弊端。
发明目的
针对现有技术存在的弊端，本实用新型提供一种在壳体内加装应力补偿装置，以用于操作压力、温度较高、温差较大工况下的补偿热变形，以减少温差应力作用的管壳式换热器。
发明内容
本实用新型目的是这样实现的：这种管壳式换热器包括封头和固设于壳体内的管板及管板间的列管，其特征在于所述管板一端为自由端，该自由端与所对应的壳体封头上的换热介质进口或出口间设有应力补偿装置，所述应力补偿装置两端分别与管板和壳体封头上的热介质进口或出口固连。
所述应力补偿装置为膨胀节。
所述膨胀节为内凹型膨胀节或外凸型膨胀节。
所述管板一自由端设置封头，该封头与所对应的壳体封头上的换热介质进口或出口间配装外凸型膨胀节，该膨胀节两端分别与管板上的封头和壳体封头上的热介质进口或出口固连。
本实用新型取得的技术进步：
由于在管壳式换热器壳体内加装特殊膨胀节的应力补偿装置，与壳体外加装外膨胀节相比，壳体内加装的膨胀节仅承受两股流体的压差，可有效降低膨胀节的设计刚度，使膨胀节在温差应力作用下伸缩更加灵活，从而有效降低了壳体与管束间的温差应力，减少了换热器因温差应力损坏的机会；与浮头换热器及“U”型管式换热器相比又可简化结构、杜绝填料泄漏、提高换热管的利用率并防止流体分配不均，同时便于清洗。与现有换热设备相比，具有结构简单、运行可靠、适用范围大、使用效果好等优点。通过设备实际运行表明，尤其是温度、压力较高、设备直径较大的情况下，可利用内置的刚性较小、弹性较好的特殊膨胀节在温差应力作用下较大且灵活的变形能力，有效降低换热器管束与壳体间形成的温差应力，降低热应力造成设备破坏的危害性，提高设备使用寿命，因而具有较好的推广价值和经济效益。
附图说明
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。
图1为本实用新型配装内凹型膨胀节的整体结构示意图。
图2为图1的配装外凸型膨胀节结构示意图。
具体实施方式
实施例1：如图1所示，管壳式换热器内上端管板2与壳体1间为自由端，该自由端与所对应的壳体封头3上的换热介质进口a间设置一内凹型膨胀节4，该膨胀节4两端分别与管板2和壳体封头3上的热介质进口a焊接并连通。
实施例2：如图2所示，本实施例与实施例1不同之处是在所述管板2上自由端焊接一封头5，该封头5与所对应的壳体封头3上的换热介质进口a间配装一外凸型膨胀节4a，该膨胀节4a两端分别与管板2上的封头5和壳体封头3上的热介质进口a焊接并连通。
本实用新型的上述设计机构，壳体内加装的膨胀节仅承受两股流体的压差，因而可降低膨胀节的设计刚度，膨胀节在温差应力作用下可伸缩更加灵活，从而有效降低了壳体与管束间的温差应力，尤其是温度、压力较高、设备直径较大的情况下，可利用内置的刚性较小、弹性较好的特殊膨胀节在温差应力作用下较大且灵活的变形能力，有效降低换热器管束与壳体间形成的温差应力，降低热应力造成设备破坏的危害性，极大提高了本实用新型的使用寿命。

Claims (4)

1.一种管壳式换热器，包括封头和固设于壳体内的管板及管板间的列管，其特征在于所述管板一端为自由端，该自由端与所对应的壳体封头上的换热介质进口或出口间设有应力补偿装置，所述应力补偿装置两端分别与管板和壳体封头上的热介质进口或出口固连。
2.根据权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于所述应力补偿装置为膨胀节。
3.根据权利要求2所述的管壳式换热器，其特征在于所述膨胀节为内凹型膨胀节或外凸型膨胀节。
4.根据权利要求1所述的管壳式换热器，其特征在于所述管板一自由端设置封头，该封头与所对应的壳体封头上的换热介质进口或出口间配装外凸型膨胀节，膨胀节两端分别与管板上的封头和壳体封头上的热介质进口或出口固连。
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