一种用于浮头式换热器的密封装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油、化工和煤化工等领域的浮头式换热器，具体地说涉及一种用于浮头式换热器的密封装置。
【背景技术】
[0002]浮头式换热器是一种石油、化工和煤化工领域常用的结构类型，该结构管程和壳程之间通过浮头法兰与管板间的一个浮头垫片实现密封，浮头垫片的密封压力由浮头螺栓施加。操作中温度、压力出现波动时，造成浮头垫片上的密封压力不稳定，因而造成浮头垫片表面密封压力不足或垫片失效，产生内部泄漏；严重时导致停工，影响正常生产。通常采用回弹性好的垫片，可以降低发生内漏的倾向，但这并不能从根本上解决内漏问题。
【实用新型内容】
[0003]为了解决现有技术存在的内漏问题，本实用新型提供了一种用于浮头式换热器的密封装置。
[0004]本实用新型提供的用于浮头式换热器的密封装置主要由拱盖、浮头法兰、补偿机构、浮头螺栓、钩圈和管板组成；拱盖为周边为圆形的球冠，拱盖的周边固定在浮头法兰内环面上，与浮头法兰一同构成浮头盖，浮头法兰为截面为正矩形的环状体；浮头盖凹面侧与圆饼形的管板的一面相对，其间的区域形成管程侧；管板面向管程侧的一面外缘环形部分与浮头盖端面内缘的环形部分相对，这两处环形部分均加工成环形密封面，相对的环形密封面之间形成环形密封间隙；环形密封间隙内安装环形的补偿机构，补偿机构在轴向上有一定的弹性伸缩作用；补偿机构通过其上设置的密封垫片，分别与管板的环形密封面及浮头盖上的环形密封面贴合，形成密封，实现管程侧与外部壳程侧的隔离；钩圈为一环状体，外径与浮头盖外径一致，截面为一带内缘的正矩形，钩圈的内缘夹持在管板上；多个浮头螺栓位于浮头盖和钩圈的靠外缘位置，并在圆周方向上均布，钩圈和浮头盖通过浮头螺栓固定连接，从而将补偿机构夹持在管板和浮头盖之间。
[0005]本实用新型的密封装置的密封力由浮头螺栓拉紧作用和补偿机构的回弹性提供。
[0006]为了补偿机构的径向定位，在浮头法兰上固定连接支撑套筒，支撑套筒内径与补偿机构外径相配合。
[0007]浮头盖、管板和钩圈更详细的结构根据换热器的设计需要进行确定，其材质根据换热器的使用条件确定，通常碳钢、Cr-Mo合金钢、不锈钢是合理的选材。
[0008]所述的补偿机构主要由补偿环组、密封垫片和外壳组成；
[0009]补偿环组由补偿环构成，补偿环是截面为平行四边形的环状体，平行四边形的一对对边平行于环状体的轴心线，绕轴心线旋转形成补偿环的内环面和外环面；另一对对边与轴心线的垂线成一定角度为截面斜角，该对边绕轴心线旋转形成环状体的两个端面；补偿环组可由单个补偿环构成，也可由2?6个补偿环按照并列或摞列的方式相互叠加构成，所述的并列方式指的是直径不等的环沿环径向进行排列的方式，所述的摞列方式指的是直径相等的环沿环轴向进行排列的方式，摞列方式中补偿环截面斜角方向可以相同也可以相反，并列和摞列也可以联合使用；
[0010]所述外壳为一两端分别带圆形折边的圆筒，圆形折边与圆筒轴心线垂直或接近垂直，两端圆形折边的弯折方向同时向着圆筒的轴心线或同时背离圆筒的轴心线；外壳包覆于补偿环组上，其轴心线与补偿环组轴心线重合，根据管程侧和壳程侧压力的不同，外壳的圆筒分别与补偿环机构的内环面或外环面相贴合，圆形折边也采用相应的弯折方向，使两端的圆形折边与补偿环环组的两端面相贴合；密封垫片焊接于圆形折边的边缘，密封垫片的圆心与圆形折边的圆心相重合，密封垫片以内侧密封面与补偿环组的端面相贴合；当然，也可以在圆形折边的内外表面加工出内、外环形密封面，密封垫片以内侧密封面与圆形折边的外环形密封面相贴合以实现密封面密封，圆形折边的内环形密封面与补偿环组的端面相贴合以实现密封面密封。
[0011]外壳具有柔性，可以全部由厚度为1.5?2mm的薄板制成，也可以部分由厚度为1.5?2mm的薄板制成，其余部分用较厚钢板制成，具有一定刚度。
[0012]所述的补偿环组靠其弹性回弹力提供密封垫片表面的密封压力，其弹性压缩和舒张量可以在温度波动时吸收或补偿热膨胀差。补偿环材料可采用耐换热器介质腐蚀，并能在换热器操作温度范围内使用的任何材料；优先选择弹性较好的金属材料，通常18-8不锈钢、Ni基合金等属于合理选材。
[0013]外壳的具体结构可以根据补偿环组的具体结构作适当的调整，但其原则上需要起到固定、定位弹性补偿环组和便于安装和使用的作用；外壳可由各部分焊接成为一体，也可为整体制作。外壳材料需要耐换热器介质的腐蚀，并可在换热器操作温度下正常使用；在常规加氢装置高压换热器上，通常可采用18-8型不锈钢。外壳具有柔性，可全部为柔性壳，也可分为支撑部分和柔性部分，支撑部分具有足够刚度，柔性部分具有足够柔性。外壳柔性部分在强度上受到补偿环支撑，不单独承受换热器的内压或压差。外壳的刚性部分对补偿环组起到定位、组装作用，在运输和安装中起到固定作用，而外壳的柔性部分为补偿环在使用中发生弹性变形提供可能；补偿环的截面斜角为补偿环发生弹性变形提供空间。
[0014]密封垫片起密封作用，适合换热器使用温度范围的平垫片均为可选类型，优先选用垫片系数m较低、密封可靠的垫片，缠绕垫和波齿复合垫通常为合理类型，其他类型如金属包垫、金属平垫等均为可选垫片类型。垫片形式可为:基本形式、带内环形式、带外环形式或带内-外环形式。带内环、外环或内外环的密封垫片可在外壳与密封垫片采用密封面密封时实现很好的定位。
[0015]所述的补偿机构的轴向高度与环形密封间隙的轴向距离相同，补偿机构的两端设有密封垫片，通过密封垫片实现管程侧和壳程侧之间的隔离，密封压力由补偿机构的回弹作用和浮头螺栓的拉紧作用提供。
[0016]支撑套筒可便于补偿机构的安装，支撑套筒材质可与浮头盖相同或同类；换热器装配时可将补偿机构先安装在支撑套筒内，随浮头盖一同装配。
[0017]本实用新型采用补偿机构代替浮头垫片安装于管板和浮头盖的密封处，初始安装后，补偿环组发生一定量的弹性变形，截面斜角发生一定量的减小。当换热器温度和压力波动时，如果补偿机构两端部之间的距离减小，垫片压力升高，则补偿环组发生进一步弹性变形，其截面斜角进一步减小。而补偿机构两端部之间的距离增大时，密封垫片压力减小，这时补偿环组回弹，其截面斜角弹性回复。在整个过程中补偿环组总处于弹性范围内，且在补偿环组回弹力作用下，密封垫片表面压力维持在所须的最小密封压力之上，制止发生内漏。通过改变补偿环的尺寸及采用补偿环组或进行补偿环组的联合使用，可以调节补偿装置的回弹力和回弹量，达到合理范围。
[0018]采用本实用新型具有如下有益效果:
[0019]I)本实用新型可适用于直径为:700mm?2000mm，管、壳程压力差为:-6.0MPa?
6.0MPa，操作温度低于或等于500°C的浮头式换热器。
[0020]2)当换热器操作温度波动或管、壳程压力变化时，补偿机构两端的距离变化；通过采用合理的补偿环材料、补偿环尺寸，采用合理的补偿环组或补偿环组的联合，使其补偿装置弹性回弹力和弹性回弹量足以持两端垫片的密封压力，则可以完全阻止换热器的内漏，这是最佳的效果。
[0021]3)采用本实用新型，即使不能达到最佳效果，补偿环组也能够获得较大的弹性补偿量，必然可以使换热器在更大的温度、压力波动条件下使用，保证在更苛刻的条件下换热器不发生内泄漏。
[0022]本实用新型利用补偿环的弹性调节作用补偿或吸收膨胀差，能够避免或至少可以极大地减小内泄漏。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型提供的装置的一种实施方式的结构示意图；<