专利名称：内力密封板式换热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及换热设备，尤其是一种可广泛用于石油工业的内力密封板式换热器.
背景技术：
目前炼油领域中几乎全部使用的是管壳式换热器，该换热器的换热效率比板式换热器低的多，在馏分油互相换热条件下，大概还不到板式换热器的二分之一。此外，板式换热器结构简单，体积小，占地少，大约只有相等换热面积的管壳式换热器的三分之一。因此把板式换热器引人炼油领域是非常重要的。在诸多形式中，只有完全可拆式“板式换热器”才被该领域认同，但是至今尚未被采用，原因是它的使用温度及压力不能达到要求，这是密封结构引起的。一般情况下，现有可拆式板式换热器的使用温度和压力大约为200℃及2.5Mpa左右。这样的条件不能满足炼油工业的要求。尽管还有不可拆式及半可拆式板式换热器，它们的使用温度和压力虽然比较高，但是由于换热介质污垢稍多的情况下清洗比较麻烦，还需要准备一套辅助的清洗装备，一旦内部两种换热介质发生串流泄漏，修补起来比较困难，所以当前在炼油工业内很少采用这类设备。目前板式换热器存在的根本问题就是采用外力密封形式。这种密封是使它不能达到高温及高压的主要影响因素。所谓外力密封就是压紧垫片的力从设备外部通过某些元件把力传给垫片，使垫片被压紧达到密封的要求。对该设备来讲，它的每一块换热板上用于放置密封垫片的U糟，除了位置相同外，同时方向相同。组装换热板时，垫片放在每个U槽凹面内，而受到相邻U糟的凸面挤压，垫片的截面被挤压成月牙形，这个压紧力来自排列在设备上四周围的拉杆螺栓，这就是所谓的外力密封。这种密封不能耐高温、高压，原回有三一是垫片在U槽内被介质往外推时.垫片不受约束，容易推出U槽外；二是所采用的垫片几乎全都是工业橡胶，比较软，在温度的作用下有松弛现象，使它不能耐高压；三是这种密封对垫片有一定的硬度要求，因而使垫片不能发挥应有的耐温高度。因为垫片最软时才达到最高的耐温度，纵上所述，当设备的内部介质压力较高时，不能阻挡带压介质从密封面内漏出。所以外力密封既不能耐高温，又不能耐高压。而炼油装置，如常减压装置，催化裂化装置，重整装置等使用的温度和压力可高达400℃和6.5Mpa。这就是目前板式换热器没有被炼工业采用的原因。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有可拆式板式换热器由于采用外力密封结构，其使用温度和压力大约为200℃及2.5Mpa左右，不能满足炼油工业的要求这一问题，提供一种耐高温、高压，可的满足炼油工业的要求的内力密封式板式换热器。
本实用新型所述的内力密封板式换热器包括左侧端板、右侧端板、换热板和密封垫片。一组换热板装于左侧端板和右侧端板之间，通过拉杆螺栓压紧。换热器上设有介质通道。换热板与换热板之间沿周边和沿介质通道装有密封垫片。换热板周边及介质通道周边安装密封垫片部位的断面呈U型槽结构。相邻两个换热板相向对称排列，即相邻两个换热板U型槽的开口相对放置，并形成一个管腔。密封垫片放置于相邻两个换热板U型槽的开口相对放置形成的管腔内。
密封垫片的截面型式有工字型、T字型和I字型。
密封垫片的工字型截面分为右侧转的工字型截面和左侧转的工字型截面。密封垫片的T字型截面也分为右侧转的T字型截面和左侧转的T字型截面。
换热板上设有密封U型糟的部位可为厚板条结构，即换热器为由带厚边框的换热板构成的边框板式换热器。
压力条件较高时，为防止换热板本身的纵向和横变形，需要时可将换热板的厚度增加，或者在换热板上冲压成人字形的波纹，或者把每个波纹冲压成时断时续的形状，或者把换热板冲压成矩阵泡点波纹。
为了提高上述换热设备的温度和压力，特别将它的外力密封加以改进，也就是将各相邻换热板上的U型槽排列方式加以改变。原装置的U型槽排列位同方位，即每个U型槽的凸起面放入相邻U型槽的凹进面内，凹凸面间放置密封垫片。现将各相邻U型槽单槽或双槽对称排列，即将两个U型槽的开口相对放置，并形成一个管腔，管腔内放置密封垫片。密封垫片的截面型式有工字型、T字型和I字型。工字型截面分为右侧转的工字型截面和左侧转的工字型截面；T字型截面也分为右侧转的T字型截面和左侧转的T字型截面。
密封垫片放置在相邻换热板的U型槽内。I字型截面密封垫片具有单一的内力密封效果。工字型截面和T字型截面垫片既具有内力密封效果，同时具有外力密封效果；垫片在U型槽内的部分具有内力密封效果，垫片在U型槽外面的部分具有外力密封效果。外力密封部分可以保证设备处于充满介质而没有给压以前或者处于初始压力时，内部的介质不会泄漏出来。内力密封板板式换热器可以提高压力，同时它适用软垫片，在温度作用下垫片松地变软，反而有利于垫片与U槽侧壁的贴合，使密封更可靠。估计设备的压力可以高达4MPA，温度可以高达300℃。温度提高的原因是把工业橡胶的温度可以使用到它本能的最高温度。
边框板式换热器可以把温度和压力提高到6.5Mpa和400℃。边框板式换热器是把换热板上有U型糟的位置改换成边框即厚板条，在厚板条上面加工出U型槽。厚板条上的U槽刚度很大，使用较硬的柔性石墨纤维一类的垫片也不会引起U型槽变形，由于这类垫片使用温度可高达400℃以上，估计边框板式换热器的使用温度可高达400度，压力6.5Mpa。只需提出一点，当设计的压力条件较高时，需要考虑在压力作用下使得换热板本身的纵向和横变形伸长会多一些，需要时可将换热板的厚度稍作增加，或者在换热板上冲压成人字形的波纹，或者把每个波纹冲压成时断时续的形状，或者把换热板冲压成矩阵泡点波纹。这样就可以减少换热板的变形伸长。
本实用新型的优点是结构简单，体积小，占地少，耐高温、高压，可的满足炼油工业的要求。
图1是内力密封式板式换热器的主视示意图；图2是图1的侧视示意图；图3是图1的I放大图；图4是图2的A-A剖视图；图5是图2的B-B剖视图；
图6是板式换热器换热板之一的构造图；图6a是图6的A-A剖视图；图6b是图6的B-B剖视图；图6c是图6的C-C剖视图；图7是板式换热器换热板之二的构造图；图7a是图7的A-A剖视图；图7b是图7的B-B剖视图；图7c是图7的C-C剖视图；图8是板式换热器换热板之三的构造图；图8a是图8的A-A剖视图；图8b是图8的B-B剖视图；图8c是图8的C-C剖视图；图9是板式换热器换热板之四的构造图；图9a是图9的A-A剖视图；图9b是图9的B-B剖视图；图9c是图9的C-C剖视图；图10是板式换热器换热板之一的III局部图；图10a是图10的A-A、B-B剖视图；图10b是图10的C-C剖视图；图10c是图10的D-D剖视图；图10d是图10的E-E剖视图；图11是板式换热器换热板之一的IV局部图；图11a是图11的F-F剖视图；图11b是图11的G-G、H-H剖视图；图11c是图11的I-I剖视图；图12是板式换热器换热板之一的I局部图；图12a是图12的A-A、C-C剖视图；图12b是图12的B-B剖视图；图12c是图12的I-I剖视图；图13是板式换热器换热板之一的II局部图；
图13a是图13的D-D剖视图；图13b是图13的G-G剖视图；图13c是图13的E-E、F-F剖视图；图13d是图13的I-I剖视图；图14是内力密封式板式换热器左侧端板的构造图；图14a是图14的A-A剖视图；图14b是图14的B-B剖视图；图14c是图14的C-C剖视图；图14d是图14的D-D剖视图；图15是内力密封式板式换热器右侧端板的构造图；图15a是图15的A-A剖视图；图15b是图15的B-B剖视图；图15c是图15的C-C剖视图；图15d是图15的D-D剖视图；图16是板式换热器换热板间垫片之一的构造图；图16a是图16的A-A剖视图；图17是板式换热器换热板间垫片之二的构造图；图17a是图17的A-A剖视图；图18是板式换热器换热板间垫片之三的构造图；图18a是图18的A-A剖视图；图19是板式换热器换热板间垫片之四的构造图；图19a是图19的B-B剖视图；图20是内力密封式边框板式换热器的主视示意图；图21是图20的侧视示意图；图22是图21的A-A剖视图；图23是图21的B-B剖视图；图24是图21的C-C剖视图；图25是边框板式换热器换热板之一的构造图；图25a是图25的A-A剖视图；图25b是图25的B-B剖视图；
图25c是图25的C-C剖视图；图26是边框板式换热器换热板之二的构造图；图26a是图26的A-A剖视图；图26b是图26的B-B剖视图；图26c是图26的C-C剖视图；图27是边框板式换热器换热板之三的构造图；图27a是图27的A-A剖视图；图27b是图27的B-B剖视图；图27c是图27的C-C剖视图；图28是边框板式换热器换热板之四的构造图；图28a是图28的A-A剖视图；图28b是图28的B-B剖视图；图28c是图28的C-C剖视图；图29是边框板式换热器右侧端板的构造图；图29a是图29的A-A剖视图；图29b是图29的B-B剖视图；图29c是图29的C-C剖视图；图30是边框板式换热器左侧端板的构造图；图30a是图30的A-A剖视图；图30b是图30的B-B剖视图；图30c是图30的C-C剖视图；图31是边框板式换热器换热板间垫片之一的构造图；图31a是图31的A-A剖视图；图32是边框板式换热器换热板间垫片之一的构造图；图32a是图32的A-A剖视图；图33是边框板式换热器通道边环之一的构造图；图33a是图33的A-A剖视图；图34是边框板式换热器通道边环之二的构造图；图34a是图34的B-B剖视图；图35是边框板式换热器内通道垫片的构造图；
图35a是图35的C-C剖视图；图36是边框板式换热器外通道垫片的构造图；图36a是图36的D-D剖视图；图37是内力密封式板式换热器两种介质换热流程示意图。
图中，1左侧端板 2、3、4、5换热板 6右侧端板 7右侧转工字型垫片 8左侧转工字型垫片 9左侧转T字型内通道垫片 10右侧转T字型外通道垫片 11、12、13、14边框式换热板 15边框板式换热器左侧端板 16边框板式换热器右侧端板 1*、2*介质通道具体实施方式
如图1-图5所示，本实用新型所述的内力密封板式换热器，包括左侧端板1、右侧端板6、换热板2-5和密封垫片7-9。换热板装于左侧端板1和右侧端板6之间，通过拉杆螺栓压紧。换热器上设有介质通道1*、2*。换热板与换热板之间沿周边及沿介质通道装有密封垫片。换热板2-5周边及介质通道1*、2*周边安装密封垫片部位的断面呈U型槽结构。相邻两个换热板相向对称排列，即相邻两个换热板U型槽的开口相对放置，并形成一个管腔。密封垫片放置于相邻两个换热板U型槽的开口相对放置形成的管腔内。密封垫片的截面型式有工字型、T字型和I字型。密封垫片的工字型截面分为右侧转的工字型截面和左侧转的工字型截面。密封垫片的T字型截面也分为右侧转的T字型截面和左侧转的T字型截面。如图20所示，换热板上设有密封U型糟的部位可为厚板条结构，即换热器为由带厚边框的换热板构成的边框板式换热器。
以上是对本实用新型的结构所作的说明，下面对本实用新型作进一步介绍。
为了提高传统的换热设备的温度和压力，需将它的外力密封加以改进，也就是将各相邻换热板上的U型槽排列方式加以改变。原装置的U型槽排列位同方位，即每个U型槽的凸起面放入相邻U型槽的凹进面内，凹凸面间放置密封垫片。
如图1-图13所示，现将各相邻U型槽单槽或双槽对称排列，即将两个U型槽的开口相对放置，并形成一个管腔，管腔内放置密封垫片。密封垫片的截面型式有工字型、T字型和I字型，如图17-图19所示。工字型截面分为右侧转的工字型截面和左侧转的工字型截面，如图16、图16所示；T字型截面也分为右侧转的T字型截面和左侧转的T字型截面，图19、图18所示。密封垫片放置在相邻换热板的U型槽内。I字型截面密封垫片具有单一的内力密封效果。工字型截面和T字型截面垫片既具有内力密封效果，同时具有外力密封效果；垫片在U型槽内的部分具有内力密封效果，垫片在U型槽外面的部分具有外力密封效果。外力密封部分可以保证设备处于充满介质而没有给压以前或者处于初始压力时，内部的介质不会泄漏出来。内力密封板板式换热器可以提高压力，同时它适用软垫片，在温度作用下垫片松地变软，反而有利于垫片与U槽侧壁的贴合，使密封更可靠。估计设备的压力可以高达4MPA，温度可以高达300℃。温度提高的原因是把工业橡胶的温度可以使用到它本能的最高温度。
如图20-图36所示，边框板式换热器可以把温度和压力提高到6.5Mpa和400℃。如图25-图30所示，边框板式换热器是把换热板上有U型糟的位置改换成边框即厚板条，在厚板条上面加工出U型槽。厚板条上的U槽刚度很大，使用较硬的柔性石墨纤维一类的垫片也不会引起U型槽变形，由于这类垫片使用温度可高达400℃以上，估计边框板式换热器的使用温度可高达400℃，压力6.5Mpa。只需提出一点，当设计的压力条件较高时，需要考虑在压力作用下使得换热板本身的纵向和横变形伸长会多一些，需要时可将换热板的厚度稍作增加，或者在换热板上冲压成人字形的波纹，或者把每个波纹冲压成时断时续的形状，或者把换热板冲压成矩阵泡点波纹。这样就可以减少换热板的伸长变形。
内力密封板式换热器只是对传统板式换热器做的改进，除了密封形式以外其他一切都没有改变。这样一来唯有冲压换热板的摸具稍有修改，因为换热板及垫片的材料等等均无变化。因此完全可以直接投入设计生产阶段。对于边框板式换热器来说，当前对于换热板的模压加工技术已经非常成熟，在换热板的周边加上边框及板上的四个介质通道孔1*、2*加上边环不存在技术难度问题，至于边框与板的焊接有多种方法可以选择，根据经验可能埋弧焊更好些，这里无需多述。关于采用的揉性石墨纤维垫片的材料已有多年的生产使用历史，它的各种性能，尤其是回弹性能都很好，非常适于作为此类垫片。为了更适用边框板式换热器”的密封要求，有可能需要对垫片材料成分的配比作一些调整，目的是使垫片的硬度稍小一些，回弹性能稍增加一些。这都是一些普通的技术性工作。以上所有内容都属于一般性技术范围。按照以往制造板式换热器的常规技术，便可以达到生产该设备的目的。
权利要求1.一种内力密封板式换热器，包括左侧端板、右侧端板、换热板和密封垫片，一组换热板装于左侧端板和右侧端板之间，通过拉杆螺栓压紧，换热器上设有介质通道，换热板与换热板之间沿周边和介质通道装有密封垫片，其特征在于换热板周边及介质通道周边安装密封垫片部位的断面呈U型槽结构；相邻两个换热板相向对称排列，即相邻两个换热板U型槽的开口相对放置，并形成一个管腔；密封垫片放置于相邻两个换热板U型槽的开口相对放置形成的管腔内。
2.按权利要求1所述的内力密封板式换热器，其特征在于密封垫片的截面型式呈工字型、T字型或I字型。
3.按权利要求1或2所述的内力密封板式换热器，其特征在于密封垫片的工字型截面分为右侧转的工字型截面和左侧转的工字型截面。
4.按权利要求1或2所述的内力密封板式换热器，其特征在于密封垫片的T字型截面也分为右侧转的T字型截面和左侧转的T字型截面。
5.按权利要求1所述的内力密封板式换热器，其特征在于换热板上设有密封U型糟的部位为厚板条结构，即内力密封板式换热器由带厚边框的换热板构成。
6.按权利要求1所述的内力密封板式换热器，其特征在于换热板上冲压有人字形的波纹，或者把每个波纹冲压成时断时续的形状，或者把换热板冲压成矩阵泡点波纹。
7.按权利要求1所述的内力密封板式换热器，其特征在于换热板上冲压有时续形状的波纹。
8.按权利要求1所述的内力密封板式换热器，其特征在于换热板上冲压有矩阵泡点波纹。
专利摘要一种内力密封板式换热器，包括左侧端板1、右侧端板6、换热板2－5和密封垫片7－9。换热板装于左侧端板1和右侧端板6之间，通过拉杆螺栓压紧。换热板与换热板之间装有密封垫片。换热板2－5周边安装密封垫片部位的断面呈U型槽单槽或双槽结构。相邻两个换热板相向对称排列，即相邻两个换热板U型槽的开口相对放置，并形成一个管腔。密封垫片放置于相邻两个换热板U型槽的开口相对放置形成的管腔内。密封垫片的截面型式有工字型、T字型和I字型。密封垫片的工字型截面分为右侧转的工字型截面和左侧转的工字型截面。密封垫片的T字型截面也分为右侧转的T字型截面和左侧转的T字型截面。换热板上设有密封U型槽的部位可为厚板条结构，即换热器为由带厚边框的换热板构成的边框板式换热器。
文档编号F28D9/00GK2733295SQ20042008457
公开日2005年10月12日 申请日期2004年7月30日 优先权日2004年7月30日
发明者侯阁相 申请人:侯阁相