用于钻井船中央冷却系统的水水换热器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及海洋工程设备热交换装置的结构改进技术，尤其是用于钻井船中 央冷却系统的水水换热器。
【背景技术】
[0002] 液体和气体，统称为流体。钻井船项目实际流体包括压缩空气、烟气、盐水、海水、 淡水、泥浆、燃油、滑油、液压油以及他们衍生的污油废油等，流体加上参与其中的相关的泵 系，包括空压机、高压泥浆泵、离心泵、螺杆泵以及各种阀门和附件等组成一个庞大的管网， 承担着实现系统功能和整船功能的重要作用，其中任何一个环节失效都将弱化整体功能。 紧凑型深水钻井船，型长210m，多个系统需要覆盖整船，这就要求泵系和管系在布置的时候 不仅仅要考虑是否美观以及路径是否能够通顺的问题，更重要的关注点应该放在布置的合 理性。如果不重视这个问题，后续调试阶段可能出现大量已制作安装设备和管道以及阀门 的修改返工，势必影响工期和造成成本的增加。以上涉及到对现有换热设备的改进。原有 较为适用的板式换热器管路安装时限制了管路系统的紧凑型布置。
[0003] 板式热交换器是一组波纹金属板组成，板上有四个角孔，供热交换的两种液或气 体通过。金属板片安装在一个侧面有固定板和活动压紧板的框架内，并用夹紧螺栓夹紧。板 片上装有密封垫片，将流体通道密封，并且引导流体交替地流至各自的通道内。波纹板不仅 提高了湍流程度，并且形成许多支撑点，足以承受介质间的压力差。金属板和活动压紧板悬 挂在上导杆，并由下导杆定位，而杆端则固定在支撑柱上。用于供暖系统中，高温水是一种 常用的热源，将热水接入水-水换热器中，与供暖的水进行热交换，有如下几个缺点：
[0004] 采用高温水作为热源通常要求水温较高，一般需要在70摄氏度以上，而目前钻井 船很多热力站供应过来的高温水达不到需要的温度，导致供给供暖用户的水温不高，达不 到理想的供暖效果。供暖用户分为高层用户和低层用户，二者供暖需要的压力不一样，通常 需要设有多台换热器，安装空间占用大、成本较高。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的目的是提供用于钻井船中央冷却系统的水水换热器，以经济合理的 简捷结构从低温热水源换热，适应钻井船中央空调紧凑和高效的要求。
[0006] 本实用新型的目的将通过以下技术措施来实现：包括壳体、管束、阀盖、字形双孔 法兰、封盖、管程介质进口、管程介质出口、束管架、后法兰盘、壳程介质出口、前法兰盘、壳 程介质进口和分配器；壳体呈管状，其一端安装封盖封闭，其内通过束管架安装管束，管束 由至少二根毛细管并行构成，壳体另一端安装阀盖，而且在该阀盖外端面安装字形双孔法 兰，8字形双孔法兰上有二个开孔即管程介质进口和管程介质出口，壳体两端的管壁上分别 安装后法兰盘和前法兰盘，后法兰盘和前法兰盘各有壳程介质出口或壳程介质进口，管程 介质进口和管程介质出口内分别连接通过分配器连接管束。
[0007] 尤其是，管束由至少二根毛细管平行构成，其中轴线呈U型或W型。
[0008] 尤其是，阀盖与壳体之间夹装固定板，固定板为四角有孔的矩形板。
[0009] 尤其是，壳体外壁横向套接环状夹具支架，支架底部横向固定支座，支座包括垂直 部分结构和底部条形平板。
[0010] 尤其是，壳程介质出口与壳程介质进口位于壳体同侧，而且，壳程介质出口与壳程 介质进口中轴线沿壳体横截面的夹角不大于90°。
[0011] 尤其是，壳体各组件表面涂环氧树脂底漆干膜厚度40-60ym。
[0012] 尤其是，管束由至少二根毛细管绞绕构成。
[0013] 本实用新型的优点和效果：通过紧凑性结构设计，在体积最大尺寸有限的条件下 在较短的壳程中设置足够的管程，甚至包括将同介质的进出口设置于同一侧，实现结构紧 凑，适宜钻井船中央冷却系统对换热装置小型高效的要求，低成本、热损失小、易维修，有利 于低温热源的利用的效果。
【附图说明】
[0014] 图1为本实用新型实施例1结构示意图。
[0015] 图2为图1中A向结构示意图。
[0016] 图3为图1中B向结构示意图。
[0017] 附图标记包括：
[0018] 壳体1、管束2、阀盖3、密封塞4、8字形双孔法兰5、封盖6、管程介质进口 7、管程 介质出口 8、固定板9、夹具支架10、支座11、束管架12、后法兰盘13、壳程介质出口 14、前法 兰盘15、壳程介质进口 16、型板17、分配器18。
【具体实施方式】
[0019] 本实用新型原理在于，根据系统功能要求，通过对一元流体进行抽象分析，根据欧 姆运动理论建立力学模型，通过数学函数得出结论，以建立直接并且行之有效的管系泵系 布置模型，需要改进水_水换热装置的内部结构以及接管安装位置，尽早在设计阶段就能 预见并且消除布置缺陷和设备性能的不足，避免后续因体积过大或接口位置不便的限制， 造成返工，降低工时和节约成本。
[0020] 根据欧姆运动一元流动理论流体的特性：连续介质、无粘性并且不可压缩，分析管 网流动，划分断面，选择基面，可以建立出三维力学模型，给出能量方程和定解条件，确定泵 系、管系参数，阀门附件类型和数量，以及节流孔板大小等，整个管网布置中的任意一点的 状态都是可计算的。根据上述理论依据，结合系统原理和整体布置和管网三维模型研宄，在 体积最大尺寸有限的条件下在较短的壳程中设置足够的管程，甚至包括将同介质的进出口 设置于同一侧。
[0021] 本实用新型包括：壳体1、管束2、阀盖3、8字形双孔法兰5、封盖6、管程介质进口 7、管程介质出口 8、束管架12、后法兰盘13、壳程介质出口 14、前法兰盘15、壳程介质进口 16和分配器18。
[0022] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0023] 实施例1 :如附图1所示，壳体1呈管状，其一端安装封盖6封闭，其内通过束管架 12安装管束2,管束2由至少二根毛细管并行构成，壳体1另一端安装阀盖3,而且在该阀盖 3外端面安装8字形双孔法兰5,8字形双孔法兰5上有二个开孔即管程介质进口 7和管程 介质出口 8,壳体1两端的管壁上分别安装后法兰盘13和前法兰盘15,后法兰盘13和前法 兰盘15各有壳程介质出口 14或壳程介质进口 16,管程介质进口 7和管程介质出口 8内分 别连接通过分配器18连接管束2。
[0024] 前述中，管束2由至少二根毛细管平行构成，其中轴线呈U型或W型。
[0025] 前述中，阀盖3、封盖6以及壳程介质出口 14或壳程介质进口 16所在的壳体1管 壁上安装密封塞4,密封塞4采用螺栓式密封圈安装。
[0026] 前述中，如附图2所示，阀盖3与壳体1之间夹装固定板9，固定板9为四角有孔的 矩形板。便于将壳体1固定。
[0027] 前述中，壳体1外壁横向套接环状夹具支架10,支架10底部横向固定支座11，支 座11包括垂直部分结构和底部条形平板。
[0028] 前述中，壳体1外壁安装型板17。型板17上铭标设备参数指标和结构特征。
[0029] 前述中，壳程介质出口 14与壳程介质进口 16位于壳体1同侧，而且，壳程介质出 口 14与壳程介质进口 16中轴线沿壳体1横截面的夹角不大于90°。
[0030] 前述中，如附图3所示，后法兰盘13或前法兰盘15边缘均匀分布有螺孔。
[0031] 前述中，壳体1各组件表面涂环氧树脂底漆干膜厚度40-60ym。
[0032] 本实施例中，壳体1长度L+31. 8mm、外径219mm，阀盖3最大外径和方形的固定板 9边长220mm，管程介质进口 7和管程介质出口 8中心间距111mm，支座11底部长260mm，宽 65mm厚15mm，壳程介质出口 14和壳程介质进口 16中心间距L-152. 2mm，两端二夹具支架 10间距L-500mm，阀盖3外端的8字形双孔法兰5端面与封盖6外端顶面间距L+209. 3mm， 壳程介质进口 16部位的密封塞4距8字形双孔法兰5端面194mm。
【主权项】
1. 用于钻井船中央冷却系统的水水换热器，包括壳体（I)、管束（2)、阀盖（3)、8字形双 孔法兰（5)、封盖（6)、管程介质进口（7)、管程介质出口（8)、束管架（12)、后法兰盘（13)、 壳程介质出口（14)、前法兰盘（15)、壳程介质进口（16)和分配器（18);其特征在于，壳体 (1)呈管状，其一端安装封盖（6)封闭，其内通过束管架（12)安装管束（2)，管束（2)由至少 二根毛细管并行构成，壳体（1)另一端安装阀盖（3)，而且在该阀盖（3)外端面安装8字形 双孔法兰（5)，8字形双孔法兰（5)上有二个开孔即管程介质进口（7)和管程介质出口（8)， 壳体（1)两端的管壁上分别安装后法兰盘（13)和前法兰盘（15)，后法兰盘（13)和前法兰 盘（15)各有壳程介质出口（14)或壳程介质进口（16)，管程介质进口（7)和管程介质出口 (8)内分别连接通过分配器（18)连接管束（2)。
2. 如权利要求1所述的用于钻井船中央冷却系统的水水换热器，其特征在于，管束（2) 由至少二根毛细管平行构成，其中轴线呈U型或W型。
3. 如权利要求1所述的用于钻井船中央冷却系统的水水换热器，其特征在于，阀盖（3) 与壳体（1)之间夹装固定板（9)，固定板（9)为四角有孔的矩形板。
4. 如权利要求1所述的用于钻井船中央冷却系统的水水换热器，其特征在于，壳体（1) 外壁横向套接环状夹具支架（10)，支架（10)底部横向固定支座（11)，支座（11)包括垂直 部分结构和底部条形平板。
5. 如权利要求1所述的用于钻井船中央冷却系统的水水换热器，其特征在于，壳程介 质出口（14)与壳程介质进口（16)位于壳体（1)同侧，而且，壳程介质出口（14)与壳程介 质进口（16)中轴线沿壳体（1)横截面的夹角不大于90°。
6. 如权利要求1所述的用于钻井船中央冷却系统的水水换热器，其特征在于，壳体（1) 各组件表面涂环氧树脂底漆干膜厚度40-60 ym。
7. 如权利要求1所述的用于钻井船中央冷却系统的水水换热器，其特征在于，管束（2) 由至少二根毛细管绞绕构成。
【专利摘要】用于钻井船中央冷却系统的水水换热器，壳体(1)呈管状，其一端安装封盖(6)封闭，其内通过束管架(12)安装管束(2)，管束(2)由至少二根毛细管并行构成，壳体(1)另一端安装阀盖(3)，而且在该阀盖(3)外端面安装8字形双孔法兰(5)，8字形双孔法兰(5)上有二个开孔即管程介质进口(7)和管程介质出口(8)，壳体(1)两端的管壁上分别安装有壳程介质出口(14)或壳程介质进口(16)，管程介质进口(7)和管程介质出口(8)内分别连接通过分配器(18)连接管束2。通过紧凑性结构设计，在体积最大尺寸有限的条件下在较短的壳程中设置足够的管程，甚至包括将同介质的进出口设置于同一侧。
【IPC分类】F25B39-00, F28F9-00, F28F9-12
【公开号】CN204421719
【申请号】CN201420868024
【发明人】邢立良, 陈国刚, 何凡, 吴钧, 申亮
【申请人】上海中远船务工程有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年12月31日