一种管板式换热器管束结构的制作方法

本实用新型涉及管板式换热器技术领域，特别是涉及管板式换热器管束结构，属于化工技术领域。

背景技术：

己二胺生产中，间歇釜主要用于装置生产的产品精制、再回收工序，介质为己二胺、焦油、氢氧化钠。介质粘度大、强碱性腐蚀，介质在工作过程中沉积在容器底部后，逐渐粘附在管束的列管上，当列管中再次通入蒸汽后，介质蒸发效果差，己二腈回收利用率低，蒸汽浪费严重。

运行中有以下情况：

1）间歇釜为间歇塔辅助蒸发设备，原间歇釜的列管位于管板底部，列管底部与罐体底内部距离为100mm，设备整体安装后，列管底部滑轨与罐体接触，列管位于间歇釜内部最下方。

2）设备的工作介质介质粘度大、强碱性腐蚀，介质在工作过程中沉积在容器底部后，逐渐粘附在管束的列管上，当列管中再次通入蒸汽后，介质蒸发效果差，回收利用率低，蒸汽、产品浪费严重。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是如何提供一种消除了粘稠焦油等物料对列管的粘壁影响，有效提升了设备的蒸发效果；列管底部距离提升后，列管悬空于间歇釜液位中部，通入蒸汽蒸发时，列管热量在介质中向周围发散，列管周围的液体均匀受热的管板式换热器管束结构。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种管板式换热器管束结构，包括：管板、若干U型列管、第一定距管、折流板、第二定距管、拉杆、螺母、若干侧向支撑板和若干中心支撑板。所述管板与U型列管、第一定距管、第二定距管相互垂直。所述的折流板设置于所述U型列管上，且所述的U型列管贯穿所有的折流板。所述第一定距管、第二定距管、拉杆、螺母、折流板与U型列管之间固定连接为一个整体。所述管板式换热器管束结构还包含有滑道，所述滑道与管板相连接，所述折流板位于所述滑道上方。其中，管板与管板固定结构相互垂直，管板与U型列管之间相互连接。

在一个较佳实施例中，所述的折流板在U型列管上均匀分布。

在一个较佳实施例中，管板式换热器管束结构还包含有滑轨，所述滑道位于滑轨上，所述滑轨与管板相连接，所述折流板位于所述滑轨上方。

在一个较佳实施例中，所述折流板设置为4个，且所述4个折流板之间等间距平行排列。

在一个较佳实施例中，所述管板与U型列管之间的连接方式为贴涨和/或强度焊接。

在一个较佳实施例中，所述管板式换热器管束结构还包含有吊环螺钉，所述吊环螺钉与管板连接为一个整体。

在一个较佳实施例中，所述滑道包含有滑道底板、滑道挡板、滑道连接板，所述侧向支撑板、中心支撑板、U型列管与滑道之间相互连接，

在一个较佳实施例中，所述侧向支撑板与滑道之间的连接角度为120度，滑道连接板与中心支撑板之间角度设置为135°。

在一个较佳实施例中，所述侧向支撑板与U型列管之间焊接，滑道连接板与中心支撑板焊接。

在一个较佳实施例中，所述滑道底板与滑轨之间相连接，且所述滑道底板与滑道挡板之间连接为一体。

本实用新型的有益效果是：消除了粘稠焦油等物料对列管的粘壁影响，有效提升了设备的蒸发效果；令列管悬空于间歇釜液位中部，通入蒸汽蒸发时，列管热量在介质中向周围发散，列管周围的液体均匀受热。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本实用新型管板式换热器管束结构一具体实施例的结构示意图；

图2是本实用新型管板式换热器管束结构一具体实施例的滑道与管板连接示意图；

图3是本实用新型管板式换热器管束结构一具体实施例的吊环螺钉与管板连接示意图；

图4是本实用新型管板式换热器管束结构一具体实施例的第一定距管与管板连接示意图；

图5是本实用新型管板式换热器管束结构一具体实施例的管板固定结构与管板连接示意图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-5，其中，图3是对图1中标号为I的放大示意图，具体为吊环螺钉与管板连接示意图；图4是对图1中标号为II的放大示意图，具体为第一定距管与管板连接示意图；图5是对图1中标号为III的放大示意图，具体为管板固定结构与管板连接示意图。

在本实用新型的一个具体实施例中提供一种管板式换热器管束结构，所述的管板式换热器管束结构包括：管板1、若干U型列管2、第一定距管3、折流板4、第二定距管5、拉杆6、螺母7、若干侧向支撑板8、管板固定结构12和若干中心支撑板9，所述管板1与U型列管2、第一定距管3、第二定距管5相互垂直；所述的折流板4设置于所述U型列管2上，且所述的U型列管2贯穿所有的折流板4；所述第一定距管3、第二定距管5、拉杆6、螺母7、折流板4与U型列管2之间固定连接为一个整体；所述管板式换热器管束结构还包含有滑道10，所述滑道10与管板1相连接，所述折流板4位于所述滑道10上方；其中，管板1与管板固定结构12相互垂直，管板1与U型列管2之间相互连接。所述的折流板4在U型列管2上均匀分布。管板式换热器管束结构还包含有滑轨11，所述滑道10位于滑轨11上，所述滑轨11与管板1相连接，所述折流板4位于所述滑轨11上方。所述折流板4设置为4个，且所述4个折流板4之间等间距平行排列。所述管板1与U型列管2之间的连接方式为贴涨和/或强度焊接。所述管板式换热器管束结构还包含有吊环螺钉13，所述吊环螺钉13与管板1连接为一个整体。

所述滑道10包含有滑道底板101、滑道挡板102、滑道连接板103，所述侧向支撑板8、中心支撑板9、U型列管2与滑道10之间相互连接，所述侧向支撑板8与滑道10之间的连接角度为120度，滑道连接板103与中心支撑板9之间角度设置为135°。所述侧向支撑板8与U型列管2之间焊接，滑道连接板103与中心支撑板9焊接。所述滑道底板101与滑轨11之间相连接，且所述滑道底板101与滑道挡板102之间连接为一体。

在一个具体实施方式中，为解决上述技术问题，通过研究间歇釜的蒸发原理、结构及现工作过程中的瓶颈，计算设备液位与体积的关系，决定在没有任何以往技改案例的基础上，大胆突破，将列管与罐体底部的距离提升，在保证列管随时都处于工作介质覆盖的基础上严格计算提升的合适距离，最终根据几种方案的优选，决定将列管底部距离由100mm提升至500mm。间歇釜的管束结构，主要包括管板、U型管束、折流板、拉杆、定距管、滑道、滑轨、支撑板等。管板水平方向增加了吊点和垂直方向增了固定安装结构。管板与U型管束是通过贴涨+强度焊连接的。U型管束上折流板均匀分布，且列管穿过折流板；定距管与拉杆、折流板配合固定整个列管成为一个整体。管束的装入和拆出容器通过滑轨、滑道的相对滑动实现。管束的底部距离变化后，增加了侧向和轴向的支撑板，来克服管束的自重和管束拆装时的轴向力，即16点分力结构。

新列管提升500mm距离后，列管的顶部几乎位于了管板的中心部位，且列管长度近4000mm，为保证列管水平度和中心度、列管和管板处于自然放置不受力的状态，对列管底部支撑的设计显得尤为重要。根据列管和管板的受力计算、列管安装时推拉的工作状态、底部滑轨的运行状态等情况的综合考虑，将底部滑轨设计为滑块、滑道的相对移动结构。把底部支撑设计为16点分力结构，每点的分力结构都充分考虑了支撑的轴向力和侧向力进行设计的。依据管束受力分析情况，确定支撑点的结构、材料、尺寸。

滑道和底部16点支撑、罐壁采取整体焊接，有效保证了支撑的水平度和中心度，间接保证了管束的水平度和中心度，保证了设备的安装质量。

新列管和管板连接采用的是贴涨和强度焊的连接方式。此种焊缝焊接一般采取单面V型坡口焊缝焊接，为避免以往出现的焊缝物料泄漏的情况，首次创新采用单面U型坡口焊缝焊接，即J型封底焊缝。

为方便管束的拆装、吊装，在管板上设置了水平支点和轴向固定结构，轴向固定点的设置主要是为了当封头未安装时，管板和罐体可以先定位固定，可以腾出精力用于封头安装。管束上支撑和滑道、管板和列管、滑轨和折流板等处涉及的焊接作业均采用全氩弧焊或氩弧焊打底电焊铺面的焊接方式焊接，有效保证了焊接质量。

在另外一个具体实施例中，如图1、3-5所示，间歇釜的管束结构包括管板1、U型列管2、定距管3、折流板4、定距管5、拉杆6、螺母7、侧向支撑板8、中心支撑板9、滑道10、滑轨11、管板固定结构12、吊环螺钉13等。

管板1水平方向增加了吊点和垂直方向增了固定安装结构12，水平方向焊接吊点便于管束整体吊装或管束吊装后调整管板与封头密封面的位置；垂直方向设置了固定结构，便于管板对正在筒体密封面后及时固定管板，也节省出起吊设备来自由吊装封头。

管板1与U型列管2是通过贴涨+强度焊连接的，同时管板与列管的焊接坡口采用单面U形坡口焊接，采用氩弧焊的焊接方式，降低管板与列官焊缝泄漏的可能性。

U型列管2上折流板4均匀分布，且列管穿过折流板；定距管3、5与拉杆6、7、折流板4配合固定整个列管成为一个整体。

管束的装入和拆出容器通过滑轨11、滑道10的相对滑动实现；列管的底部距离变化后，增加了侧向支撑板8和中心支撑板9，来克服管束的自重和管束拆装时的轴向力。

吊环螺钉13是在管束拉出时连接钢丝绳使用，让管束水平拉出。

如图2所示，滑道由滑道底板、滑道挡板、滑道连接板组成，而滑道与侧向支撑板8以120°角度支撑滑道和列管，且与列管2焊接连接。而滑道连接板分别以135°角度与中心支撑板9焊接连接，中心支撑板9主要用于承担管束的自重和列管拆装推拉时的轴向力。滑道底板主要与滑轨11接触手推拉力时相互运动，也将管束受力分解至支撑上。滑道挡板与滑道底板一体，主要保证管束推拉时左右摆动，滑轨不脱出滑道。

因此，本实用新型具有以下优点：新管束技改后消除了粘稠焦油等物料对列管的粘壁影响，有效提升了设备的蒸发效果；列管底部距离提升后，列管悬空于间歇釜液位中部，通入蒸汽蒸发时，列管热量在介质中向周围发散，列管周围的液体均匀受热。介质蒸发效果变好，减少了蒸汽的浪费，产品回收利用率提高。与原管束相比，吨己二胺成本降低，减少己二胺生产原料己二腈4KG/吨的消耗。间歇釜的运行周期延长，间歇釜连续运行时间由原48小时提升至现72小时。

管束在结构上增加了水平吊点和垂直固定结构、16点分力支撑结构、滑轨和滑块等局部结构的优化，完善了管束结构的操作合理性，安装方便，保证了设备的安装质量。

此次管束的技改有效降低了己二胺装置的原料消耗，产品回收利用率和质量提高，对装置的节能降耗工作做出了巨大贡献，为装置高效运行打下了坚实的基础。

管板式换热器的管束上列管底部距离的首次提升，为以后的同类技术改造提升了参考。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。