专利名称：新型钢制管壳式冷换设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种换热设备，尤其是钢制管壳式冷换设备。
目前，钢制管壳式冷换设备广泛应用于石油化工生产装置，GB151-89钢制管壳式换热器中的AES、BES浮头式、BIU U型管式、AFP填料函双壳程、AJW填料函分流式冷凝、换热器及AKT釜式重沸器(简称浮头式、U型管式、填料函双壳程、填料函分流式、釜式)，其主要零部件由管箱、平盖/封头、圆筒、壳体法兰、固定管板、换热管等构成，其中的浮头式还包括外头盖侧法兰、浮头管板、浮头盖及外头盖等部件。该设备在制造、安装、检修时的壳程试压和换热管束清洗、吹扫，换热管堵孔，焊(账)口修补中，需打开管箱的平盖，但是由于管箱距离长，离换热管束远而无法处理，故只能拆除管箱及垫片，却使固定管板及垫片处于自由状态，因此需额外配置辅助假帽压紧固定管板及其垫片，经处理或试压后，拆除假帽，组装管箱。按此工序过程，固定管板垫片势必被多次压缩，容易产生泄露和损坏，更换此垫片又必须抽芯，使工作量成倍增加；另外，管箱的平盖结构虽然对需勤吹扫设备有减少拆除工作量的作用，但它不仅使管箱结构复杂，而且是多余的静密封点设置。特别是浮头式除需配置管箱端假帽外，还要配置浮头端假帽，而生产装置用钢制管壳式冷换设备种类多且规格不同，用户和制造商需额外配置，这既多花了资金又造成积压库存。
本实用新型的目的是提供一种钢制管壳式冷换设备，它不仅能消除平盖管箱的静密封点、缩短离换热管束的距离，又能省去管箱的辅助假帽，还能简化浮头端辅助假帽，而且能使固定管板垫片不致被重复压缩，防止因原设备结构缺陷而造成的抽芯换垫，从而使设备运行可靠，检修方便，制造、安装、省事。
本实用新型的目的是这样实现的在已有的五种不同结构的钢制管壳式冷换设备共有管箱端的管箱法兰与管箱筒体焊口处增加一对法兰，该对法兰的螺孔与管箱法兰及壳体法兰螺孔错位布置，其一端与管箱法兰焊接，另一端与管箱筒体焊接，这就在管箱与固定管板之间形成一由两片螺孔错位布置的法兰组焊而成的法兰管箱，使整体管箱为分体式；原设置为平盖管箱结构的填料函双壳程、填料函分流式、釜式和浮头式均改为封头管箱。其中的浮头式除管箱端按上述改进外，在浮头端的外头盖侧法兰内侧面钻孔套丝均布，并相应配置丝堵，另配置一钢圈，呈中空圆筒型，其圈体内径大于浮头管板外径，钢圈一端设法兰，与外头盖侧法兰内侧面用螺栓连接并加垫密封，另一端设法兰或其他结构，与浮头管板换热管束外侧面或外圆密封，圈体外侧设有多个加强筋板，圈体内与进水线、进水阀和放空线、放空阀相连通。
浮头式、U型管式、填料函双壳程、填料函分流式及釜式钢制管壳式冷换设备增设的法兰管箱设以下三种结构1.法兰管箱呈两端法兰圆筒形，其两端法兰螺孔错位布置，圆筒内设有与封头管箱相对应的分程隔板，与封头管箱连接端的分程隔板断面中部，设有与该端法兰密封面同一平面的密封凹槽，封头管箱法兰与法兰管箱法兰紧固连接并密封，分程隔板压入槽内压紧法兰管箱垫片。
2.法兰管箱呈两端法兰圆筒型，其两端法兰螺孔错位布置，圆筒内壁按管程数开密封槽，按相应管程数设带有加长加宽分程隔板的封头管箱，其加长的长度与所对应的法兰管箱长度一致、加宽的宽度与所对应的圆筒内壁槽深一致，封头管箱法兰与法兰管箱法兰紧固连接并密封，加长加宽部分插入槽内压紧管箱垫片。
3.法兰管箱呈两端法兰圆筒型，其两端法兰螺孔错位布置，圆筒内壁按管程数设分程隔板密封挡板，与固定管板联接端的挡板根部斜切口，避开管束账口或焊口，按相应管程数设带有加长分程隔板的封头管箱，其加长的长度与所对应的法兰管箱长度一致，封头管箱法兰与法兰管箱法兰紧固连接并密封，加长部分插入挡板内压紧管箱垫片。
浮头式钢制管壳式冷换设备的浮头管板与钢圈套配设以下三种方式1.在浮头端外头盖侧法兰内侧面和浮头管板换热管束外侧面钻孔套丝均布，钢圈一端设法兰，与外头盖侧法兰内侧面用螺栓连接并加垫密封，另一端也设法兰，与浮头管板换热管束外侧面用螺栓连接并加垫密封，钢圈其它结构不变。
2.在浮头端外头盖侧法兰内侧面钻孔套丝均布，钢圈一端设法兰与外头盖侧法兰内侧面用螺栓连接并加垫密封，另一端取消法兰为圆筒体，该端直接与浮头管板外圆焊接，试压后用气割或砂轮拆除待用，钢圈其它结构不变。
3.在浮头端外头盖侧法兰内侧面钻孔套丝均布，钢圈一端设法兰与外头盖侧法兰内侧面用螺栓连接并加垫密封，另一端取消法兰设嵌装密封结构，在T型槽内装有V型橡胶圈，其V型橡胶圈与浮头管板外圆间靠圈体内壳程水压挤压V型圈变形，贴紧浮头管板外圆使其密封，钢圈其它结构不变。
按照上述方案，设备在检修和壳程试压时只需拆除封头管箱，而法兰管箱与壳体法兰紧固连接，压紧管箱垫片和固定管板及垫片，这不仅缩短了与换热管束的距离，又起到了辅助假帽的作用，并有效保护了管箱垫片特别是固定管板垫片，以防止不必要的抽芯换垫，通过法兰管箱内孔可检查并处理换热管束。对浮头式而言，在管箱端除要进行上述工序外，在浮头端还要拆除外头盖、浮头盖和丝堵，组装预先配置或现场制作的钢圈，试压用水经进水线、进水阀进入壳程，放空线、放空阀排气放空，通过法兰管箱和钢圈内孔检查并处理换热管束，经处理或试压后，拆除钢圈，安装浮头盖、丝堵、外头盖及封头管箱。
该技术方案改进容易、实施简便，且结构合理。法兰管箱的设置，不仅缩短了离换热管束的距离，而且有效保护了管箱垫片特别是固定管板垫片，克服了因结构原因而造成的抽芯换垫；替代平盖管箱的封头管箱，消除了静密封点，简化了结构；取消管箱辅助假帽，节约了资金，省去了库存；浮头式浮头端所用钢圈结构简单、成本低。采用上述方案，能使设备在制造、安装、使用中省事、方便、可靠，尤其对装置长周期运行、降低设备的综合造价起到良好的效果。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的浮头式换热器结构示意图图2是加长或加长加宽分程隔板的封头管箱结构示意图图3是内壁开槽法兰管箱剖视图图4是带分程隔板密封挡板的法兰管箱剖视图图5是图4的左视图图6是带分程隔板的法兰管箱结构及安装示意图图7是两端法兰连接的钢圈结构示意图图8是浮头管板开丝孔与钢圈装配示意图图9是浮头管板与钢圈焊接装配示意图
图10是浮头管板与钢圈嵌接装配示意图
图11是AES、BES浮头式换热器结构改进部位示意图
图12是BIU U型管式换热器结构改进部位示意图
图13是AFP填料函双壳程换热器结构改进部位示意图
图14是AKT釜式重沸器结构改进部位示意图
图15是AJW填料函分流式换热器结构改进部位示意图
图16是本实用新型浮头式换热器外头盖侧法兰及浮头管板开丝孔示意图图中1.平盖 2.平盖管箱(部件) 3.接管法兰 4.管箱法兰 5.固定管板 6.壳体法兰 7.防冲板 8.仪表接口 9.补强圈 10.圆筒 11.折流板 12.旁路挡板 13.拉杆 14.定距管 15.支持板16.双头螺柱或螺栓 17.螺母 18.外头盖垫片 19.外头盖侧法兰20.外头盖法兰 21.吊耳 22.放气23.凸型封头 24.浮头法兰25.浮头垫片 26.无折边球面封头 27.浮头管板 28.浮头盖(部件) 29.外头盖(部件) 30.排液口 31.钩圈 32.接管 33.活动鞍座(部件) 34.换热管 35.挡管 36.管束(部件) 37.固定鞍座(部件) 38.滑道 39.管箱垫片 40.管箱短节 41.封头管箱(部件) 42.分程隔板 43.悬挂式支座(部件) 44.膨胀节(部件) 45.中间挡板 46.U型换热管 47.内导流筒 48.纵向隔板 49.填料 50.填料函 51.填料压盖 52.浮动管板裙 53.剖分剪切环 54.活套法兰 55.偏心锥壳 56.堰板 57.液面计接口58.套环 59.封头 60.螺纹孔A 61.螺纹孔B 62.垫片A 63.垫片B 64.钢圈 65.螺栓 66.封头管箱法兰 67.法兰管箱垫片68.法兰管箱 69.法兰管箱法兰 70.凹槽 71.固定管板垫片 72.分程隔板A 73.分程隔板B 74.密封槽 75.密封挡板 76.螺孔A 77.螺孔B 78.加强筋板 79.进水伐 80.放空伐 81.V型圈实施例一如
图1、6，在
图11、13、14、15所示的管箱端取消平盖(1)及平盖管箱(2)的法兰，组焊封头(59)，即改平盖管箱(2)结构为封头管箱(41)，取消了法兰连接的静密封点，简化了结构，若工艺要求需勤吹扫的设备，也可保留平盖管箱结构；在
图11、12、13、14、15所示的A-A处增加一对和管箱法兰(4)等同强度级别的法兰，为便于拆装，该对法兰螺孔与管箱法兰(4)及壳体法兰(6)螺孔错位布置，其一端与管箱法兰(4)焊接，另一端与封头管箱(41)筒体焊接，即在封头管箱(41)与固定管板(5)之间形成一由两片螺孔错位布置的法兰管箱法兰(69)和管箱法兰(4)组焊而成的法兰管箱(68)，法兰管箱(68)内设有与封头管箱(41)相对应的分程隔板(42)，与封头管箱(41)连接端的分程隔板(42)断面的中部，设有与该端法兰管箱法兰(69)密封面同一平面的密封凹槽(70)，法兰管箱法兰(69)密封面与凹槽(70)内有法兰管箱垫片(67)，法兰管箱(68)一端法兰管箱法兰(69)与封头管箱法兰(66)连接并密封，封头管箱(41)的分程隔板(42)压入凹槽(70)内压紧法兰管箱垫片(67)，另一端管箱法兰(4)与壳体法兰(6)紧固连接并密封，除设备抽芯外一般不拆卸。在设备检修或试压时拆除封头管箱(41)，法兰管箱(68)的管箱法兰(4)与壳体法兰(6)紧固连接并密封，压紧管箱垫片(39)和固定管板(5)及垫片(71)，这就缩短了离管束的距离，替代了辅助假帽，又保护了管箱垫片(39)特别是固定管板垫片(71)，避免重复压缩引起垫片的泄漏和损坏，以致于不必要的抽芯换垫，通过法兰管箱(68)内腔检查并处理管束及换热管(34)、(46)与固定管板(5)连接处的严密性，经处理或试压后，组装封头管箱(41)。
实施例二在图2、3所示实施例中，法兰管箱(68)内壁按管程数开密封槽(74)，按相应管程数设带有加长加宽分程隔板A(72)的封头管箱(41)，其加长的长度与所对应的法兰管箱(68)长度一致、加宽的宽度与所对应的内壁密封槽(74)槽深b一致，封头管箱法兰(66)与法兰管箱(68)的法兰管箱法兰(69)紧固连接并密封，加长加宽部分插入密封槽(74)内压紧管箱垫片(39)。其它同实施例一。
实施例三在图2、4、5所示的另一个实施例中，法兰管箱(68)内壁按管程数设分程隔板密封挡板(75)高度为a，与固定管板(5)连接端的密封挡板(75)根部斜切口，避开换热管束账口或焊口，按相应管程数设带有加长分程隔板B(73)的封头管箱(41)，其加长的长度与所对应的法兰管箱长度一致，封头管箱法兰(66)与法兰管箱(68)的法兰管箱法兰(69)紧固连接并密封，加长部分插入密封挡板(75)内压紧管箱垫片(39)。其它同实施例一。
实施例四在
图1、11、2、3、4、5、6、7、8、16中，管箱端同实施例一、二、三。
在浮头端，分别在外头盖侧法兰(19)内侧面和浮头管板(27)换热管束外侧面钻孔套丝(60)、(61)均布，并相应配置丝堵，在浮头管板(27)外圆套配钢圈(64)，钢圈(64)呈两端法兰中空圆筒形，其圈体内径大于浮头管板(27)的外径，圈体一端法兰与外头盖侧法兰(19)内侧面用螺栓(65)连接并加垫片A(62)密封，圈体另一端法兰与浮头管板(27)换热管束外侧面用螺栓(65)连接并加垫片B(63)密封，圈体外侧设有多个加强筋板(78)，圈体内与进水线、进水阀(79)和放空线、放空阀(80)相连通。
在设备检修或壳程试压时，拆去封头管箱(41)、外头盖(29)、浮头盖(28)和丝堵，组装钢圈(64)，形成壳程密封腔，试压用水经进水线、进水阀(79)进入壳程，放空线、放空阀(80)排气放空，在管箱端通过法兰管箱(68)内腔可以检查并处理管束及换热管(34)与固定管板(5)连接处的严密性，在浮头端，可通过钢圈(64)的法兰内孔检查并处理管束及换热管(34)与浮头管板(27)连接处的严密性，经处理或试压后拆除钢圈(64)，安装浮头盖(28)、丝堵、外头盖(29)和封头管箱(41)。
实施例五在
图11、7、9、16所示实施例中，在浮头端外头盖侧法兰(19)内侧面钻孔套丝(60)均布，钢圈(64)一端法兰与外头盖侧法兰(19)内侧面用螺栓(65)连接并加垫片A(62)密封，另一端取消法兰为圆筒体，该端直接与浮头管板(27)外圆焊接，试压后用气焊切割或砂轮拆除待用。其它同实施例四。
实施例六在
图11、7、10、16所示的另一个实施例中，在浮头端外头盖侧法兰(19)内侧面钻孔套丝(60)均布，钢圈(64)一端法兰与外头盖侧法兰(19)内侧面用螺栓(65)连接并加垫片A(62)密封，另一端取消法兰设嵌装密封结构，在T型槽内与浮头管板(27)外圆间装有V型橡胶圈(81)，圈体内壳程水压挤压V型橡胶圈(81)变形，贴紧浮头管板(27)外圆使其密封。其它同实施例四。
权利要求1.一种新型钢制管壳式冷换设备，它包括管箱、平盖/封头、圆筒、壳体法兰、固定管板、换热管等，其中的浮头式还包括外头盖侧法兰、浮头管板、浮头盖和外头盖等，其特征是，在共有的管箱与固定管板之间增设一法兰管箱，并改平盖管箱结构为封头管箱；其中的浮头式钢制管壳式冷换设备还在浮头端外头盖侧法兰内侧面钻孔套丝均布，另配置一钢圈，其圈体内径大于浮头管板外径，钢圈一端与外头盖侧法兰内侧面连接并密封，另一端与浮头管板换热管束外侧面或外圆密封。
2.根据权利要求1所述的新型钢制管壳式冷换设备，其特征是，法兰管箱呈两端法兰圆筒形，其两端法兰螺孔错位布置，圆筒内设有与封头管箱相对应的分程隔板，与封头管箱连接端的分程隔板断面中部，设有与该端法兰密封面同一平面的密封凹槽，封头管箱法兰与法兰管箱法兰紧固连接并密封，分程隔板压入槽内压紧法兰管箱垫片。
3.根据权利要求1所述的新型钢制管壳式冷换设备，其特征是，法兰管箱呈两端法兰圆筒形，其两端法兰螺孔错位布置，圆筒内壁按管程数开密封槽，按相应管程数设带有加长加宽分程隔板的封头管箱，其加长的长度与所对应的法兰管箱长度一致、加宽的宽度与所对应的圆筒内壁槽深一致，封头管箱法兰与法兰管箱法兰紧固连接并密封，加长加宽部分插入槽内压紧管箱垫片。
4.根据权利要求1所述的新型钢制管壳式冷换设备，其特征是，法兰管箱呈两端法兰圆筒形，其两端法兰螺孔错位布置，圆筒内壁按管程数设分程隔板密封挡板，与固定管板连接端的挡板根部斜切口，按相应管程数设带有加长分程隔板的封头管箱，其加长的长度与所对应的法兰管箱长度一致，封头管箱法兰与法兰管箱法兰紧固连接并密封，加长部分插入挡板内压紧管箱垫片。
5.根据权利要求1、2、3、4所述的新型钢制管壳式冷换设备，其特征是，在管箱与固定管板之间增设一法兰管箱，并改平盖管箱结构为封头管箱，在浮头端配置的钢圈，呈中空圆筒型，其圈体内径大于浮头管板的外径，钢圈一端设法兰，另一端设法兰或其他结构，圈体外侧设有多个加强筋板，圈体内与进水线、进水阀和放空线、放空阀相连通。
6.根据权利要求1、5所述的新型钢制管壳式冷换设备，其特征是，在浮头端外头盖侧法兰内侧面和浮头管板换热管束外侧面钻孔套丝均布，钢圈一端设法兰，与外头盖侧法兰内侧面用螺栓连接并加垫密封，另一端也设法兰，与浮头管板换热管束外侧面用螺栓连接并加垫密封，钢圈其它结构不变。
7.根据权利要求1、5所述的新型钢制管壳式冷换设备，其特征是在浮头端外头盖侧法兰内侧面钻孔套丝均布，钢圈一端设法兰与外头盖侧法兰内侧面用螺栓连接并加垫密封，另一端为圆筒体与浮头管板外圆焊接，钢圈其它结构不变。
8.根据权利要求1、5所述的新型钢制管壳式冷换设备，其特征是在浮头端外头盖侧法兰内侧面钻孔套丝均布，钢圈一端设法兰与外头盖侧法兰内侧面用螺栓连接并加垫密封，另一端设嵌装密封结构，在T型槽内装有V型橡胶圈，圈体内壳程水压挤压V型圈变形，贴紧浮头管板外圆使其密封，钢圈其它结构不变。
专利摘要一种新型钢制管壳式冷换设备,它是在已有设备共有的管箱与固定管板之间增设一法兰管箱,使整体管箱为分体式,并改平盖管箱结构为封头管箱,其中的浮头式还在浮头端外头盖侧法兰内侧面钻孔套丝均布,另配置一钢圈,其一端与外头盖侧法兰内侧面连接并密封,另一端与浮头管板管束外侧面或外圆密封。它改进容易、成本低,消除了平盖管箱的静密封点,缩短了离管束的距离,替代了辅助假帽,设备在制造、安装、使用中省事、方便、可靠。
文档编号F28D7/10GK2379768SQ9824408
公开日2000年5月24日 申请日期1998年10月12日 优先权日1998年10月12日
发明者李铁 申请人:李铁