专利名称：外部可调焊接密封高压换热器的制作方法
技术领域：
本实用新型用于石油化工高压管壳式换热器，属于石油化工设备技术领 域，具体地说，是一种外部可调焊接密封高压换热器。
技术背景目前随着国家经济的发展和环保的要求，发展低硫清洁燃料日益迫切； 另外随着油品的重质化，加氢精制、加氢改质和加氢裂化等加氢处理工艺是 改变油品性质、降低油品中硫含量的重要手段。石化行业作为国家的支柱产 业，国家最近几年将重点发展建设各种加氢装置。而加氢换热器作为加氢装 置主要节能、节耗设备，是加氢装置中不可缺少的设备。加氢装置工艺介质易燃易爆，而且处在高温高压、临氢及硫化氢环境下 运行，要求设备有很高的密封可靠性。目前加氢换热器国内、外的高压加氢 换热器大多采用管板两侧为大法兰的结构或螺纹锁紧环结构。大法兰结构金 属耗量大，且密封不可靠，随着加氢装置处理量的增加及换热设备的大型化 后己使用较少。目前在国内大型加氢装置上使用较多的是螺纹縮紧环结构，这种结构密 封可靠性较好，换热死区小，对于管壳程间的泄漏装置不停工就可以通过拧 紧内圈螺栓来消除，另外拆装管束时也不必移动壳体，从而管箱出入口可以 直接与配管相焊，减少了泄漏点。但这种结构存在下述缺点1. 结构复杂，机加工件多，换热器的安装、拆卸工作量也较大；2. 分合环和内部螺栓易咬死，造成拆卸困难；3. 螺纹锁紧环大螺纹加工精度要求高，其加工难度也较大。4. 随着换热器的大型化，密封可靠性有所降低。 隔膜式焊接垫片的密封结构和带调节的Q环焊接密封垫片结构是在结合了螺纹縮紧环和Q环焊接垫片的优点基础上最近开发的两种新型结构，这两种结构均采用焊接垫片密封，不存在泄漏界面，提高了密封的 可靠性。但这两种结构存在下述缺陷 隔膜式焊接垫片的密封结构 由于管板的固定螺栓处在换热器内部，在操作状态下当管壳程间串漏 时，无法实现不停工对管板的密封进行再紧固；由于管板的固定螺栓被紧固在管箱筒体上，长时间处在高温临氢、腐蚀 性介质环境下，再加上较高受力状态，螺纹易咬死给未来换热器检修、拆卸 造成困难。尤其对管箱内壁有耐蚀堆焊层的换热器而言，由于紧固螺栓深入 到母材上述情况更易出现。端带调节的Q环焊接密封垫片结构"端带调节的Q环焊接密封垫片结构"虽然可以克服上述的"隔膜式焊 接垫片的密封结构"缺陷，但又存在下述弊端端盖釆用Q环焊接密封结构由于Q环尺寸较大使得螺栓圆布置较大，相 应的管箱端部法兰尺寸也较大，增加了设备重量和投资；由于Q环焊接垫片由两个独立的"半Q环"垫片组成，现场焊接工作量较大。 发明内容本实用新型的目的在于提供一种外部可调焊接密封高压换热器，它大大 降低了制造难度，减小了设备重量，装置不必停工就可以通过直接拧紧内圈 螺栓来实现管壳程间的密封；另外，在提高了密封可靠性的同时还避免了管 板的固定螺栓易咬死的弊端，有效的减小了换热器安装时现场焊接工作量。本实用新型是这样实现的包括壳程入口l、管板密封垫片2、管板3、 管程入口4、管箱筒体5、管箱法兰6、柔性隔膜焊接密封垫片7、管箱法兰 盖8、主螺栓9、调解螺栓IO、顶销ll、调节螺栓压环12、分程箱13、加强 环14、内套筒15、管程出口 16、换热管17、壳程出口 18，在箱体19的中 部装有管板3，箱体19的外部装有管箱筒体5，管箱法兰6与管箱法兰盖8通过主螺栓9连接，管箱法兰6与管箱法兰盖8之间设有柔性隔膜焊接密封 垫片7，调解螺栓IO、顶销ll、调节螺栓压环12依次连接，箱体19上装有 分程箱13、换热管17，箱体19内装有内套筒15。在箱体19的上部分别设有壳程入口 1、管程入口 4，在箱体19的下部分 别设有管程出口 16、壳程出口 18，箱体19与管板3之间设有管板密封垫片2。本实用新型的优点在于与螺纹縮紧环相比，取消了螺纹锁紧环中的内部螺栓、分合环等管箱零 部件；同时将管箱端部的大螺纹锁紧环改为法兰盖，大大降低了制造难度；管箱端部法兰采用焊接式密封垫片结构，设备主螺栓具有较小载荷，减 小了设备重量；与"隔膜式焊接密封垫片结构"相比，管箱端部的大法兰盖上开设一圈 内螺纹孔，装置不必停工就可以通过直接拧紧内圈螺栓来实现管壳程间的密 封；另外，在提高了密封可靠性的同时还避免了管板的固定螺栓易咬死的弊 端；与"带调节的Q环焊接密封垫片结构"相比，由于管箱端部焊接垫片上取消了Q环，减小了焊接垫片尺寸，螺栓圆和管箱端部法兰、法兰盖外径也随之减小，换热器管箱端部结构更加紧凑，进一步减小了设备重量；与"带调节的Q环焊接密封垫片结构"相比，减少了一个"半Q环"垫片，采用了带柔性区的"单个金属焊接垫片"，垫片与法兰盖之间不需要焊接，仅与管箱端部法兰存在一个角焊缝就可实现管箱介质的密封，有效的减小了换热器安装时现场焊接工作量。
附图为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如附图所示，本实用新型由壳程入口 1、管板密封垫片2、管板3、管程入口4、管箱筒体5、管箱法兰6、柔性隔膜焊接密封垫片7、管箱法兰盖8、主螺栓9、调解螺栓10、顶销11、调节螺栓压环12、分程箱13、加强环14、内套筒15、管程出口16、换热管17、壳程出口18等组成，在箱体19的中部装有管板3，箱体19的外部装有管箱筒体5，管箱法兰6与管箱法兰盖8通过主螺栓9连接，管箱法兰6与管箱法兰盖8之间设有柔性隔膜焊接密封垫片7，调解螺栓IO、顶销ll、调节螺栓压环12依次连接，箱体19上装有分程箱13、换热管17，箱体19内装有内套筒15。在箱体19的上部分别设有壳程入口l、管程入口4，在箱体19的下部分别设有管程出口 16、壳程出口 18，箱体19与管板3之间设有管板密封垫片2。管箱法兰盖8通过主螺栓9固定在管箱法兰6上，在管箱法兰盖8上开设一圈调节螺栓10,通过拧紧调节螺栓IO传递给顶销11、调节螺栓压环12，再通过柔性隔膜焊接密封垫片7的柔性区产生一定扰度变形将力传给加强环14、内套筒15，从而顶紧管板3并压紧管板密封垫片2实现管、壳间的密封。管箱筒体5的密封由管板密封垫片2实现，管板密封垫片2可以采用一 张钢板制造， 一侧通过角焊缝焊在管箱法兰6上，另一侧不用焊接紧靠在管 箱法兰盖8表面。管箱介质全部通过焊接进行密封，不存在泄漏界面。而管 箱介质产生的压力则由管箱法兰盖8承受；同时柔性隔膜焊接密封垫片7设 置一段柔性区，在调节螺栓IO作用下产生一定的变形传递压紧力。本实用新型综合了目前在石化装置上广泛使用的螺纹縮紧环结构，并结 合了隔膜式焊接密封结构和带调节的Q环焊接密封垫片结构的优点，新开发 一种全新结构的换热设备，它具有结构简单、无泄漏点、设备重量轻等特点， 在大型石化加氢装置及其它高压换热领域有广阔的应用前景。有效的解决加氢装置大型化后高压换热器密封可靠性不高的问题；解决 螺纹锁紧环换热器大型化后密封可靠性不高和螺纹锁紧环加工难度大的问 题。；解决了隔膜式焊接密封垫片结构管板固定螺栓易咬死和不能在不停工状 态下自紧的问题；解决了带调节的Q环焊接密封垫片结构垫片及法兰尺寸较 大、垫片现场焊接工作量较大的问题。
权利要求1. 外部可调焊接密封高压换热器，包括壳程入口(1)、管板密封垫片(2)、管板(3)、管程入口(4)、管箱筒体(5)、管箱法兰(6)、柔性隔膜焊接密封垫片(7)、管箱法兰盖(8)、主螺栓(9)、调解螺栓(10)、顶销(11)、调节螺栓压环(12)、分程箱(13)、加强环(14)、内套筒(15)、管程出口(16)、换热管(17)、壳程出口(18)，其特征在于在箱体(19)的中部装有管板(3)，箱体(19)的外部装有管箱筒体(5)，管箱法兰(6)与管箱法兰盖(8)通过主螺栓(9)连接，管箱法兰(6)与管箱法兰盖(8)之间安装有柔性隔膜焊接密封垫片(7)，调解螺栓(10)、顶销(11)、调节螺栓压环(12)依次连接，箱体(19)上分别安装有分程箱(13)、换热管(17)，箱体(19)内套装有内套筒(15)。
2. 根据权利要求1所述的外部可调焊接密封高压换热器，其特征在于: 在箱体(19)的上部分别设有壳程入口 (1)、管程入口 (4)，在箱体(19) 的下部分别设有管程出口(16)、壳程出口(18)。
3. 根据权利要求1所述的外部可调焊接密封高压换热器，其特征在于: 箱体(19)与管板(3)之间设有管板密封垫片(2)。
专利摘要一种用于石油化工领域的外部可调焊接密封高压换热器，包括管板(3)、管程入口(4)、管箱筒体(5)、管箱法兰(6)等，在箱体(19)的中部装有管板(3)，箱体(19)的外部装有管箱筒体(5)，管箱法兰(6)与管箱法兰盖(8)通过主螺栓(9)连接，管箱法兰(6)与管箱法兰盖(8)之间安装有柔性隔膜焊接密封垫片(7)，箱体(19)上分别安装有分程箱(13)、换热管(17)，箱体(19)内套装有内套筒(15)，它大大降低了制造难度，减小了设备重量，装置不必停工就可以通过直接拧紧内圈螺栓来实现管壳程间的密封；另外，在提高了密封可靠性的同时还避免了管板的固定螺栓易咬死的弊端，有效的减小了换热器安装时现场焊接工作量。
文档编号F28F9/04GK201122075SQ200720169438
公开日2008年9月24日 申请日期2007年6月27日 优先权日2007年6月27日
发明者谢育辉 申请人:中国石油天然气华东勘察设计研究院