一种燃气轮机调压站用双层管式换热器的制作方法

1.本实用新型涉及燃气轮机辅机系统天然气处理单元技术领域，具体涉及一种燃气轮机调压站用双层管式换热器。


背景技术：

2.目前我国燃气轮机配套辅机系统调压站单元所采用的换热设备有管壳式换热器、水浴炉和电加热器。管壳式换热器和水浴炉存在换热管束破裂换热管双侧介质泄漏的风险，如发生介质的泄露，无论是天然气泄露至自锅炉来的热水内还是热水泄露至天然气内，都将引起严重的安全事故，为避免此类事故的发生，目前可采用双管性能换热器进行代替，但此类换热器的换热管为双层套管胀接形成，制作工艺要求极高，目前均为国外进口，设备成本高，且换热管通过焊接固定在换热器壳内，出现破裂或堵塞时无法抽出进行检修置换，只能整体更换设备，造成极大的浪费。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是目前采用的双管性能换热器的换热管为双层套管胀接形成，制作工艺要求极高，均为国外进口，设备成本高，且换热管通过焊接固定在换热器壳内，出现破裂或堵塞时无法抽出进行检修置换，只能整体更换设备，造成极大的浪费，为解决上述问题，本实用新型提供一种燃气轮机调压站用双层管式换热器。
4.本实用新型的目的是以下述方式实现的：一种燃气轮机调压站用双层管式换热器，包括换热器中部壳体，所述换热器中部壳体一端通过天然气进口侧法兰螺栓连接天然气进口侧壳体法兰，所述换热器中部壳体另一端通过天然气出口侧法兰螺栓连接天然气出口侧壳体法兰，所述换热器中部壳体通过内部设置的内换热管固定管板连接双层换热管的内换热管，所述换热器中部壳体通过内部设置的外换热管固定管板连接外换热管，所述内换热管内部设置加热电阻丝，所述内换热管与外换热管之间设置导热金属丝，所述内换热管一端连接设置在天然气进口侧壳体法兰上的天然气进管口，所述内换热管另一端连接设置在天然气出口侧壳体法兰上的天然气出管口，所述换热器中部壳体靠近天然气出管口一端设置热水进管口，所述换热器中部壳体靠近天然气进管口一端设置热水出管口。
5.所述内换热管固定管板和外换热管固定管板之间形成泄露气体聚集腔。
6.所述换热器中部壳体外表面对应泄露气体聚集腔部位一端设置有监控压力表，所述换热器中部壳体外表面对应泄露气体聚集腔部位另一端分别设置有泄漏监测装置和气体聚集腔放散阀。
7.所述导热金属丝为高导热率金属丝。
8.所述天然气出口侧壳体法兰一端连接电阻丝接线箱法兰，所述电阻丝接线箱法兰外表面连接加热电阻丝接线端子，所述加热电阻丝靠近电阻丝接线箱法兰一端连接监控热电阻。
9.所述换热器中部壳体底部设置换热器壳体放净阀。
10.相对于现有技术，本燃气轮机调压站用双层管式换热器的双层换热管制作工艺简单，两钢管间缝隙填充高导热率金属丝，高导热率金属丝给天然气传递热水的热能，内换热管内有加热电阻丝，加热电阻丝端部连接有热电阻，可根据所需天然气出口温度高低，调整电阻丝的加热温度。在电网下游用电量小，电厂电能过剩的情况下，可将换热器的热源由热水切换至加热电阻丝，由此可减少过剩电能对电网的影响，同时可避免频繁改变燃气轮机的运行负荷，保持燃气轮机稳定连续工作，优化电厂电能的利用，双层换热管制作工艺简单，可实现国产化，降低设备成本，换热器封头和壳体采用法兰连接，可实现设备的拆卸检修，降低工程费用，双层换热管和气体聚集腔的设计可及时检测工艺介质的泄露，保证设备运行安全，可实现热水和电加热两种换热模式，优化电厂电能利用。
附图说明
11.图1是一种燃气轮机调压站用双层管式换热器结构示意图。
12.图2是一种燃气轮机调压站用双层管式换热器a部分放大图。
13.其中，1天然气进管口；2天然气进口侧壳体法兰；3泄漏监测装置；4气体聚集腔放散阀；5热水出管口；6天然气出口侧法兰螺栓；7天然气出口侧壳体法兰；8加热电阻丝；9加热电阻丝接线端子；10电阻丝接线箱法兰；11监控热电阻；12天然气出管口；13热水进管口；14换热器壳体放净阀；15监控压力表；16天然气进口侧法兰螺栓；17外换热管固定管板；18外换热管；19导热金属丝；20内换热管；21内换热管固定管板；22泄露气体聚集腔、23换热器中部壳体。
具体实施方式
14.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。
15.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
16.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
17.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
18.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
19.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固
定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
20.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
21.如附图1-2所示，一种燃气轮机调压站用双层管式换热器，包括换热器中部壳体23，所述换热器中部壳体23一端通过天然气进口侧法兰螺栓16连接天然气进口侧壳体法兰2，所述换热器中部壳体23另一端通过天然气出口侧法兰螺栓6连接天然气出口侧壳体法兰7，所述换热器中部壳体23通过内部设置的内换热管固定管板21连接内换热管20，所述换热器中部壳体23通过内部设置的外换热管固定管板17连接外换热管18，所述内换热管20内部设置加热电阻丝8，所述内换热管20与外换热管18之间设置导热金属丝19，所述内换热管20一端连接设置在天然气进口侧壳体法兰2上的天然气进管口1，所述内换热管20另一端连接设置在天然气出口侧壳体法兰7上的天然气出管口12，所述换热器中部壳体23靠近天然气出管口12一端设置热水进管口13，所述换热器中部壳体23靠近天然气进管口1一端设置热水出管口5，本实用新型主要功能是加热进入燃气轮机的天然气，低温天然气由天然气进口管口1进入换热器双层换热管内换热管20内，被加热后，由天然气出管口12出换热器；当用热水作为加热介质时，热水由热水进管口13进入，在换热器壳体内折流流动，通过双层换热管将热量传递给内换热管20内的天然气介质，内、外换热管间的高导热率金属丝19起到增强传热系数，提高传热效率的作用；如果电网下游用户处于用电低峰期，电厂电能过剩，可切换至加热电阻丝8进行电加热换热。
22.所述内换热管固定管板21和外换热管固定管板17之间形成泄露气体聚集腔22。
23.所述换热器中部壳体23外表面对应泄露气体聚集腔22部位一端设置有监控压力表15，所述换热器中部壳体23外表面对应泄露气体聚集腔22部位另一端分别设置有泄漏监测装置3和气体聚集腔放散阀4，在换热器的天然气进口侧，天然气进口侧内换热管固定管板21和外换热管固定管板17形成泄露气体聚集腔22，当内换热管20破裂或外换热管18破裂时，泄露的天然气或水蒸气经两换热管间的导热金属丝19间的微小空隙聚集到泄露气体聚集腔22内，监控压力表15可随时检测泄露气体聚集腔22内的气体压力，判断是否存在介质泄露，通过泄漏监测装置3，可检测出具体泄漏气体的种类是天然气或者蒸气等，从而可判断是换热内管破裂还是外管破裂，气体聚集腔放散阀4在设备需要检修时，可对腔内泄露的天然气进行泄放，保证设备的安全。
24.所述导热金属丝19为高导热率金属丝，选用导热性能较好的铝合金材质。
25.所述天然气出口侧壳体法兰7一端连接电阻丝接线箱法兰10，所述电阻丝接线箱法兰10外表面连接加热电阻丝接线端子9，所述加热电阻丝8靠近电阻丝接线箱法兰10一端连接监控热电阻11，加热电阻丝8的电缆由换热器壳体加热电阻丝接线端子9接入，加热温
度可由监控热电阻11进行监测，根据需要调整加热温度。
26.所述换热器中部壳体23底部设置换热器壳体放净阀14。
27.本实用新型的工作过程如下：低温天然气由天然气进管口1进入换热器双层换热管内换热管20内，当用热水作为加热介质时，热水由热水进口管口13进入，在换热器壳体内折流流动，通过双层换热管将热量传递给内换热管20内的天然气介质；如果电网下游用户处于用电低峰期，电厂电能过剩，切换至加热电阻丝8进行电加热换热，加热电阻丝8的电缆由换热器壳体加热电阻丝接线端子9接入，加热温度可由加热电阻丝监控热电阻11进行监测，根据需要调整加热温度；当内换热管20破裂或外换热管18破裂时，泄露的天然气或水蒸气经两换热管间的导热金属丝19间的微小空隙聚集到泄露气体聚集腔22内，监控压力表15检测泄露气体聚集腔22内的气体压力，判断是否存在介质泄露，通过泄漏监测装置3，检测出具体泄漏气体的种类是天然气或者蒸气等，从而可判断是换热内管破裂还是外管破裂，在设备需要检修时，采用气体聚集腔放散阀4对腔内泄露的天然气进行泄放，保证设备的安全，被加热后，天然气由天然气出管口12出换热器，完成加热过程。
28.以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。