用于高压场合的新型填料函式换热器结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及化工、石化等行业中氨合成、甲醇合成等领域的高温、高压、高温差应力、大直径的换热器。
【背景技术】
[0002]在化工、石化等行业中，高温、高压、高温差应力、大直径的换热器使用非常广泛。在化工领域的高压合成工段，例如甲醇合成、氨合成等，此类换热器更是必不可少。合成气的冷气和热气需要换热，气体压力非常高，压力可达16.5兆帕以上，冷测、热侧平均温差非常大，甚至可达四十多度。多恶劣工况同时存在于一台换热器时，如何解决热膨胀差的问题，如何解决高压力的问题就显得非常重要。
[0003]工程实际中，U型管式换热器可以解决热膨胀差问题，但是U型弯段难于清洗，易于堵塞等缺点显而易见，浮头式换热器管束虽然是直管，却又承受不了如此高的压力。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种用于高压场合的新型填料函式换热器结构，结构相对简单、检维修方便、安全可靠等特点，可用于高压力、高温度、超大温差且管板按压差设计的场合。
[0005]本实用新型的技术方案是:一种用于高压场合的新型填料函式换热器结构，其特征在于换热管穿入固定端管板和填料函端管板中构成管束组件，管束组件从换热器壳程右侧依次通过壳程的右侧端部、筒体、左侧端部，然后将固定端管板与固定端法兰相连接，接下来管束组件依次穿入右侧螺柱、压缩弹簧、垫圈，此时，管束组件的左侧固定、右侧浮动；在固定端管板和固定端法兰之间设置缠绕垫，通过拧紧左侧螺柱压紧垫圈实现密封，在填料函端管板与填料压盖之间设置填料函。
[0006]其中填料函的两侧使用油浸石棉盘根各一组，中间使用至少三组石墨填料。
[0007]本实用新型各零部件由于连接方式的不同，保证了密封可靠性的同时又解决了温差应力大的问题。由于管板与壳程筒体并未连接，当管子由于温差的作用自由伸缩时，与之连接的管板就会通过位移来解决膨胀差的问题。这样既保证了换热器的正常工作，又给工程实际中大直径、高压力、高温度、高温度差的换热器提供了一种新的解决方案。
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型填料函式换热器结构示意图。
[0009]图2是图1的局部放大图1即固定端管板连接图。
[0010]图3是图1的局部放大图Π即填函端管板连接图。
[0011 ]图中:左侧平盖-1、左侧端部-2、筒体_3、右侧端部_4、右侧平盖_5、主螺柱_6、管束组件-7、左侧螺柱-8、固定端法兰-9、缠绕垫-10、固定端管板-11、右侧螺柱-12、填料函端管板-13、油浸石棉盘根-14、石墨填料-15、填料压盖-16、压缩弹簧-17、垫圈-18。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型的内容。
[0013]如图1所示，本实用新型填料函式换热器主要包括左侧平盖(1)、左侧端部(2)、筒体(3)、右侧端部(4)、右侧平盖(5)、主螺柱(6)、管束组件(7)。
[0014]本结构的制作安装顺序是，换热管穿入固定端管板(11)和填料函端管板(I3)中构成管束组件(7)。再将装配好的管束组件从换热器壳程右侧依次通过壳程的右侧端部(4)、筒体(3)、左侧端部(2)。如图2中所示，在固定端管板(11)和固定端法兰(9)之间设置缠绕垫
(10)，通过拧紧左侧螺柱(8)压紧垫片实现密封，管束组件(7)限位于筒体(3)的凸台处。如图3中所示，在填料函端管板(13)与填料压盖(16)之间设置填料函，依次穿入右侧螺柱
(12)、压缩弹簧(17)、垫圈(18)，根据计算所需的螺柱力将其拧紧，最终实现密封。
[0015]这样的结构使得固定端管板(11)、管束组件(7)、压缩弹簧(17)以及内部法兰构成一个整体，与外部壳体无连接。管束组件左侧为固定端，右侧为浮动端，可以很好的解决温差应力问题。同时管、壳侧承压能力强、易于清洗、易于装卸，与U型管式换热器不同，不存在U型弯段难于清洗、易于堵塞的情况；与浮头式换热器相比，该结构可承受更高的压力。当管、壳程有温差应力的情况下，整体结构通过位移来吸收温差应力。同时，由于筒体(3)凸台处的限位作用，整体结构也不会滑移至过远的位置从而影响使用。
[0016]其中垫圈(18)的硬度可根据压差设计的数值确定。
[0017]填料函的特性，根据使用温度的不同可采用相应的填函材料。
[0018]本实施例中填料函的特性为两侧使用油浸石棉盘根(10)各一组，规格为YS350，中间使用三组石墨填料(15)，高度10mm。石墨填料的组数可以增多，但不得少于三组，高度可以适当调整，但以密封性能良好为宜。
[0019]通过压缩弹簧(17)的压紧力压紧填函，增加密封的可靠性。
[0020]工程实例中，使用此结构的设备在使用中要保证管、壳程压力同升同降，两侧压力差不得超过设计压差值。基于此，固定端管板(11)、固定端法兰(9)、填料函端管板(13)、填料压盖(16)都是按照压差设计的，这样就大大降低了上述零部件的壁厚，降低了设备制造成本，同时管束部分质量较轻，易于装卸。
【主权项】
1.一种用于高压场合的新型填料函式换热器结构，其特征在于换热管穿入固定端管板(11)和填料函端管板(13)中构成管束组件(7)，管束组件(7)从换热器壳程右侧依次通过壳程的右侧端部(4)、筒体(3)、左侧端部(2)，然后将固定端管板(11)与固定端法兰(9)相连接，接下来管束组件(7)依次穿入右侧螺柱(12)、压缩弹簧(17)、垫圈(18)，此时管束组件(7)的左侧固定、右侧浮动;在固定端管板(11)和固定端法兰(9)之间设置缠绕垫(10)，通过拧紧左侧螺柱(8)压紧垫圈(18)实现密封，在填料函端管板(13)与填料压盖(16)之间设置填料函。2.如权利要求1所述的用于高压场合的新型填料函式换热器结构，其特征在于填料函的两侧使用油浸石棉盘根(14)各一组，中间使用至少三组石墨填料(15)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于高压场合的新型填料函式换热器结构，其特征在于换热管穿入固定端管板和填料函端管板中构成管束组件，管束组件从换热器壳程右侧依次通过壳程的右侧端部、筒体、左侧端部，然后将固定端管板与固定端法兰相连接，接下来依次穿入右侧螺柱、压缩弹簧、垫圈，此时，管束组件的左侧固定、右侧浮动；在固定端管板和固定端法兰之间设置缠绕垫，通过拧紧左侧螺柱压紧垫圈实现密封，在填料函端管板与填料压盖之间设置填料函。本实用新型结构相对简单、检维修方便、安全可靠等特点，可用于高压力、高温度、超大温差且管板按压差设计的场合。
【IPC分类】F28D7/16, F28F9/02
【公开号】CN205245850
【申请号】CN201520995377
【发明人】梁艳, 陈仓社
【申请人】华陆工程科技有限责任公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月3日