一种冷端内管管板具有滑动密封结构的组合式氨冷器的制造方法
【专利摘要】一种冷端内管管板具有滑动密封结构的组合式氨冷器，具有氨蒸发室、热端管箱、冷端管箱和换热管，所述氨蒸发室包括外壳和中间隔板，所述热端管箱包括热端主管板、热端管箱筒体、热端端部密封结构和热端内管管板，所述冷端管箱包括冷端主管板、冷端管箱筒体、冷端端部密封结构和冷端内管管板，所述换热管由外管和内管组成，所述内管的一端与热端内管管板固定连接，另一端与冷端内管管板固定连接，所述冷端内管管板的外圆面上具有环形台阶，环形台阶上设有环形密封圈，所述冷端内管管板的外侧面上装有环形挡板。本实用新型的内管与冷端内管管板固定连接，加工容易、密封可靠，装配方便且装配时不会损坏O形密封圈。
【专利说明】
一种冷端内管管板具有滑动密封结构的组合式氨冷器
技术领域
[0001]本实用新型涉及化工设备领域，具体涉及一种冷端内管管板具有滑动密封结构的组合式氨冷器。
【背景技术】
[0002]组合式氨冷器是氨合成系统中氨分离工段的多功能换热设备，它代替了以往传统的常规流程中的I级氨冷器、Π级氨冷器、冷交换器，可以使氨合成塔出来的经过余热回收、水冷冷却后的合成气，在组合式氨冷器一台设备中实现多级冷却、使氨组份冷凝，并且回收氨分离器出来的循环气的冷量。采用组合式氨冷器可以减少氨合成系统的高压设备台数，减少设备之间的高压连接管线，减少占地面积，节省投资，还可以减少系统的阻力降，降低生产过程中的动力消耗及冷却水消耗，既有利于节能降耗，又实现了因降低动力消耗而减少二氧化碳的排放。所以，组合式氨冷器是氨合成系统中节能减排的替代设备。
[0003]组合式氨冷器是一台多股流换热器，管程为高压，换热管由同心的外管和内管组成，内管将外管内的空间分隔为径向的中心通道和环隙通道两部分。组合式氨冷器的壳程是氨蒸发室，为了获得较低的合成气冷却温度，以便使合成气中的氨组份尽可能多的冷凝并分离出来，一般将氨蒸发室沿轴向分隔为两个或两个以上独立的蒸发腔，利用液氨的不同蒸发温度将合成气逐级冷却。组合式氨冷器的管程由热端管箱、冷端管箱，以及连通热端管箱和冷端管箱的一组换热管组成，热端管箱和冷端管箱中各有一块内管管板，内管管板将管箱内的空间分为两个腔，换热管的外管与热端管箱及冷端管箱的主管板连接，内管与两管箱中的内管管板连接，内管管板两侧的环隙通道腔及中心通道腔互不相通。
[0004]组合式氨冷器的工作过程为:从高压水冷器过来的合成气，进入左侧的热端管箱的环隙通道腔，由换热管的环隙通道从左向右流动，首先被氨蒸发室第一腔内的液氨冷却降温;氨蒸发室第二腔内的液氨温度比第一腔低，合成气经过第二腔的位置时，又被第二腔内的液氨冷却降温。如果氨蒸发室被分隔为两个以上的蒸发腔，氨蒸发室中各腔内液氨的温度从左往右逐级降低，合成气到达冷端管箱时，温度已经降到最低，此时，合成气中氨组份绝大部分已经冷却液化，然后汇集到右侧的冷端管箱的环隙通道腔，含有液氨的合成气离开冷端管箱的环隙通道腔进入氨分离器，使液氨与气体分离。分离液氨后的气体称为循环气，因为循环气的温度很低，使循环气回到冷端管箱的中心通道腔，由中心通道从右向左流动，用于冷却环隙通道内的合成气，其目的是回收循环气的冷量。最后循环气汇集到热端管箱的中心通道腔后，送入循环气压缩机返回合成工段。
[0005]组合式氨冷器在运行过程中，因为外管与内管的管壁温度不同，两者在长度方向上的热膨胀量就不同，为了避免外管与内管之间由于热膨胀量不同而产生的温差应力使设备损坏，需要在内管的一端与内管管板之间采用既能密封又可以滑动的结构(简称滑动密封结构)，以不影响内管的轴向自由伸缩。现有的组合式氨冷器，热端管箱及冷端管箱中的内管管板都是固定的，内管与热端管箱中的热端内管管板之间采用固定连接，内管与冷端管箱中的冷端内管管板之间采用可滑动密封结构连接，所采用的可滑动密封结构为:在冷端内管管板的每个管孔内壁加工出O形密封圈槽，在每个槽内放入O形密封圈，然后将内管伸出冷端内管管板的管孔，并从O形密封圈的内孔中通过，使O形密封圈抱住内管的外壁，防止冷端内管管板两侧的气体贯通，起到密封作用，而内管在O形密封圈的内孔中可以轴向滑动。
[0006]在一种可拆式组合氨冷器的实用新型专利中(见专利申请号:201320878469.6)，冷端内管管板与冷端管箱筒体之间采用填料密封结构，这种结构虽然可以作为可滑动密封结构，但要使填料起到密封作用，需要用压环将填料压紧，压紧后的填料与冷端内管管板之间及与管箱筒体之间存在着很大的摩擦力，冷端内管管板在冷端管箱内是不能轴向滑动的，所以该专利没有把这种结构作为可滑动结构对待，只是作为一种可拆式结构，而内管与冷端内管管板之间的可滑动密封结构，也是采用上面所述的在冷端内管管板的每个管孔内壁加工出O形密封圈槽，在每个槽内放入O形密封圈的结构。
[0007]现有的技术存在的不足是:现有的组合式氨冷器，冷端管箱中内管与冷端内管管板之间的可滑动密封结构，是在冷端内管管板的每个管孔内壁采用O形密封圈的密封结构。第一，由于一台组合式氨冷器中内管的根数比较多，要在每个管孔的内壁加工出O形密封圈槽，并且由于O形密封圈槽的尺寸精度要求较高，所以加工过程费工费时，而且采用普通机床加工内管管板上成百上千的管孔内壁的O形密封圈槽，所有的O形密封圈槽的尺寸精度难以做到一致，当有少数O形密封圈槽的尺寸发生超差时，将影响O形密封圈的密封性能，容易造成泄漏，影响设备的正常运行;第二，这种可滑动密封结构，在装配时，要在每个管孔内壁的O形密封圈槽内放置O形密封圈，然后将内管伸出冷端内管管板的管孔，并从O形密封圈的内孔中通过，使O形密封圈抱住内管的外壁，整个装配过程非常麻烦;第三，由于内管的直径比较小，所用的O形密封圈的截面直径很小，内管从O形密封圈的内孔通过时，容易损坏O形密封圈，造成返工。
【发明内容】
[0008]本实用新型的目的是提供一种内管与冷端内管管板固定连接，加工容易、装配方便、密封可靠，且装配时密封圈不易损坏的冷端内管管板具有滑动密封结构的组合式氨冷器。
[0009]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是:
[0010]—种冷端内管管板具有滑动密封结构的组合式氨冷器，具有氨蒸发室、热端管箱、冷端管箱和换热管，所述热端管箱和冷端管箱分别安装在氨蒸发室的两端，所述氨蒸发室包括外壳和中间隔板，所述热端管箱包括热端主管板、热端管箱筒体、热端端部密封结构和热端内管管板，且所述热端内管管板与热端管箱筒体固定连接，所述冷端管箱包括冷端主管板、冷端管箱筒体、冷端端部密封结构和冷端内管管板，所述换热管由外管和内管组成，且所述冷端内管管板设置在冷端管箱筒体内，所述外管套装在内管的外面，所述内管的一端伸入热端管箱且与热端内管管板固定连接，另一端伸入冷端管箱，其创新点在于:
[0011]所述内管的另一端与冷端内管管板固定连接，所述冷端内管管板的外圆面上具有环形台阶，环形台阶上设有环形密封圈，所述冷端内管管板的外侧面上装有环形挡板，环形挡板对环形密封圈轴向限位。
[0012]所述内管的另一端与冷端内管管板焊接连接。
[0013]所述内管的另一端与冷端内管管板胀接连接。
[0014]所述内管的另一端与冷端内管管板焊接加胀接连接。
[0015]所述环形密封圈为O型密封圈。
[0016]所述环形挡板通过螺柱和螺母固定在冷端内管管板上。
[0017]本实用新型所具有的积极效果是:(I)由于内管与冷端内管管板固定连接，且冷端内管管板具有滑动密封结构，将原来的每根内管在冷端内管管板的管孔内单独的滑动，改为所有的内管通过冷端内管管板整体滑动，同样不影响内管的轴向自由伸缩，因而不需要在冷端内管管板的每个管孔内壁加工O形密封圈槽，管孔加工容易，省工省时。(2)在冷端内管管板的外圆面上加工环形台阶比较方便，而且尺寸精度也容易保证，密封可靠，不会因为尺寸精度问题而造成泄漏，影响设备正常运行；(3)装配时，内管与冷端内管管板之间采用结构简单的固定连接，在冷端内管管板的外圆面的环形台阶与冷端管箱筒体内壁之间的空间放置O形密封圈很方便;(4)冷端内管管板外圆面的直径与内管的直径相比很大，所用的O形密封圈的截面直径大，装配时不会损坏O形密封圈，所以不会造成返工。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型的一种冷端内管管板具有滑动密封结构的组合式氨冷器的示意图；
[0019]图2是图1中的冷端管箱中的部分结构示意图；
[0020]图3是冷端内管管板的部分结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图以及给出的实施例，对本实用新型作进一步的说明。
[0022]如图1?3所示，一种冷端内管管板具有滑动密封结构的组合式氨冷器，具有氨蒸发室1、热端管箱2、冷端管箱3和换热管4，所述热端管箱2和冷端管箱3分别安装在氨蒸发室I的两端，所述氨蒸发室I包括外壳9和中间隔板10，所述热端管箱2包括热端主管板8、热端管箱筒体6、热端端部密封结构5和热端内管管板7，且所述热端内管管板7与热端管箱筒体6固定连接，所述冷端管箱3包括冷端主管板13、冷端管箱筒体15、冷端端部密封结构16和冷端内管管板14，且所述冷端内管管板14设置在冷端管箱筒体15内，所述换热管4由外管11和内管12组成，所述外管11套装在内管12的外面，且内管12的一端伸入热端管箱2并与热端内管管板7固定连接，另一端伸入冷端管箱3，其创新点在于:
[0023]所述内管12的另一端与冷端内管管板14固定连接，所述冷端内管管板14的外圆面上具有环形台阶14-1，环形台阶14-1上设有环形密封圈17，所述冷端内管管板14的外侧面上装有环形挡板18，环形挡板18对环形密封圈17轴向限位。
[0024]所述内管12的另一端与冷端内管管板14固定连接的方式，可以是焊接连接，也可以是胀接连接，还可以是焊接加胀接连接。
[0025]所述环形密封圈17为O型密封圈。
[0026]所述环形挡板18通过螺柱19和螺母20固定在冷端内管管板14上。
[0027]上述结构使得冷端内管管板14能在冷端管箱筒体15内轴向滑动，将原来的每根内管12在冷端内管管板14的管孔内单独的滑动，改为所有的内管12通过冷端内管管板14整体滑动，并且不影响内管12的轴向自由伸缩。由于不需要在冷端内管管板14的每个管孔内壁加工O形密封圈槽，管孔加工容易，省工省时。在冷端内管管板14的外圆面上加工环形台阶比较方便，而且尺寸精度也容易保证，密封可靠，不会因为尺寸精度问题而造成泄漏，影响设备正常运行。装配时，内管12与冷端内管管板14之间采用结构简单的固定连接，在冷端内管管板14的外圆面的环形台阶与冷端管箱筒体15内壁之间的空间放置O形密封圈很方便。冷端内管管板14外圆面的直径与内管12的直径相比很大，所用的O形密封圈的截面直径大，装配时不会损坏O形密封圈，所以不会造成返工。
【主权项】
1.一种冷端内管管板具有滑动密封结构的组合式氨冷器，具有氨蒸发室(I)、热端管箱(2)、冷端管箱(3)和换热管(4)，所述热端管箱(2)和冷端管箱(3)分别安装在氨蒸发室(I)的两端，所述氨蒸发室(I)包括外壳(9)和中间隔板(10)，所述热端管箱(2)包括热端主管板(8)、热端管箱筒体(6)、热端端部密封结构(5)和热端内管管板(7)，且所述热端内管管板(7)与热端管箱筒体(6)固定连接，所述冷端管箱(3)包括冷端主管板(13)、冷端管箱筒体(15)、冷端端部密封结构(16)和冷端内管管板(14)，且所述冷端内管管板(14)设置在冷端管箱筒体(15)内，所述换热管(4)由外管(II)和内管(12)组成，所述外管(II)套装在内管(12)的外面，且内管(12)的一端伸入热端管箱(2)并与热端内管管板(7)固定连接，另一端伸入冷端管箱(3)，其特征在于:所述内管(12)的另一端与冷端内管管板(14)固定连接，所述冷端内管管板(14)的外圆面上具有环形台阶(14-1)，环形台阶(14-1)上设有环形密封圈(17)，所述冷端内管管板(14)的外侧面上装有环形挡板(18)，环形挡板(18)对环形密封圈(17)轴向限位。2.根据权利要求1所述的冷端内管管板具有滑动密封结构的组合式氨冷器，其特征在于:所述内管(12)的另一端与冷端内管管板(14)焊接连接。3.根据权利要求1所述的冷端内管管板具有滑动密封结构的组合式氨冷器，其特征在于:所述内管(12)的另一端与冷端内管管板(14)胀接连接。4.根据权利要求1所述的冷端内管管板具有滑动密封结构的组合式氨冷器，其特征在于:所述内管(12)的另一端与冷端内管管板(14)焊接加胀接连接。5.根据权利要求1所述的冷端内管管板具有滑动密封结构的组合式氨冷器，其特征在于:所述环形密封圈(17)为O型密封圈。6.根据权利要求1所述的冷端内管管板具有滑动密封结构的组合式氨冷器，其特征在于:所述环形挡板(18)通过螺柱(19)和螺母(20)固定在冷端内管管板(14)上。
【文档编号】F28F11/02GK205537288SQ201620335933
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】倪永良, 王海范, 崔琴
【申请人】江苏省化工设备制造安装有限公司