一种适用于中压工况的双管板换热器结构的制作方法

1.本实用新型涉及换热器技术领域，尤其涉及一种适用于中压工况的双管板换热器结构，其压力承受范围在2.0mpa～9.9mpa之间。


背景技术：

2.换热器在我们生活中很常见，其是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，在化工、石油等工业中使用非常广泛。
3.换热器设计中，管壳程物料的混合会发生及其严重的后果，轻则造成工艺系统的工艺性能达不到预期指标，重则发生爆炸等一系列重大安全事故。因此怎样防止换热器管壳程物料的混合一直是换热器设计中关键要素。换热器管壳程物料混合基本是两种部位出现泄漏而导致。第一种是换热管本身发生破裂；第二种是换热管与管板连接处发生泄漏。设计双管板换热器的目的在于杜绝第二种情况的发生，以使其适用于2.0mpa以上的工况。
4.安全性是化工装置可以投入运行的前提，因此通过提高装置内设备的安全性来提高整个装置的安全性是非常有效的手段之一。就换热器而言，用双管板换热器来替代普通结构的固定管板式换热器，可以显著提升设备的安全性。授权公开号为cn203824384u的实用新型，公开了一种管壳式换热器。该技术采用径向拓扑方法对换热管进行排布，配合交替设置的圆环形和圆盘形折流板，使壳程流体沿径向均匀地流过所有换热管，以提高换热管的利用率。管壳式换热器，主要包括筒体、管板、管箱、换热管和折流板，折流板采用圆环形折流板和圆盘形折流板相间排布方式，折流板的总块数为奇数。换热管排布在以换热器对称轴为中心的不同直径的同心圆上，且在圆周方向均匀分布。换热管的间距非定值，且最小间距大于等于1.25倍的换热管外径。
5.公开号为cn101696860a的发明专利，公开了一种双管板换热器，包括圆筒形的筒体，所述筒体上设有壳程介质进口和壳程介质出口；左侧管箱和右侧管箱，通过管箱法兰分别安装于筒体的两端，至少一管箱上设置有管程介质出口和管程介质进口；外侧管板，设于所述筒体两端，与所述管箱法兰相连接；内侧管板，设于所述外侧管板的内侧，与所述筒体相连接，所述外侧管板与内侧管板之间形成积液腔；多个换热管，穿过所述外侧管板与内侧管板，所述换热管的两端分别固定于所述外侧管板上，所述换热管与内侧管板之间采用胀接，而与外侧管板之间采用胀焊并用。
6.上述双管板换热器基本应用于低压工况(低于2.0mpa)，应用于2.0mpa以上的双管板换热器基本没有。


技术实现要素：

7.有鉴于此，为防止换热管与管板连接处发生泄漏，且适用于2.0mpa以上的工况，本实用新型提供了一种适用于中压工况的双管板换热器结构，通过将内管板上开设胀接槽口与换热管上的凸起胀接，以使胀接面积增加，从而增大了连接处的耐压性能。
8.为解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：
9.一种适用于中压工况的双管板换热器结构，包括换热管、外管板和内管板；
10.所述外管板与所述换热管的管程端采用强度焊和贴胀的连接方式；
11.所述内管板上开设有若干沿所述内管板周向呈环形设置的胀接槽口，所述胀接槽口为矩形槽，所述矩形槽的边缘为直角；
12.所述换热管的壳程端设置有沿所述换热管周向呈环形设置的凸起，所述凸起与所述胀接槽口胀接；
13.所述胀接槽口内的表面粗糙度大于1.6ra。
14.优选地，所述矩形槽的宽度为10-13mm，深度为6mm,数量为3-4个。
15.优选地，所述换热管的材质为光亮退火管。
16.本实用新型相对于现有技术，具有如下的有益效果：
17.1.本实用新型提供的适用于中压工况的双管板换热器结构，通过将内管板上开设胀接槽口与换热管上的凸起胀接，以使胀接面积增加，从而增大了连接处的耐压性能，压力承受范围在2.0mpa～9.9mpa之间，胀接槽口按通用计算方法计算得出数量及规格。
18.2.本实用新型提供的适用于中压工况的双管板换热器结构，外管板采用强度焊+贴胀。强度胀确保换热管与管板的密封性，贴胀减小管束震动对管头焊缝的影响，增加设备使用寿命。
19.3.本实用新型提供的适用于中压工况的双管板换热器结构，换热管采用光亮退火管。光亮管能使换热管在与内管板胀接时，更好的与槽口接触，增强密封性。退火状态能使换热管与内管板的胀接更加有效，增大换热管的拉脱力。
附图说明
20.图1为本实用新型的结构示意图；
21.图中，1.换热管，11.凸起，2.外管板，21.管程端，3.内管板，31.胀接槽口，32.壳程端，4.隔离腔。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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装置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。
24.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
25.如图1所示，本实用新型提供了一种适用于中压工况的双管板换热器结构，包括换热管1、外管板2和内管板3；
26.所述外管板2与所述换热管1的管程端21采用强度焊和贴胀的连接方式；
27.所述内管板3上开设有若干沿所述内管板周向呈环形设置的胀接槽口31，所述胀接槽口31为矩形槽，所述矩形槽的边缘为直角；
28.所述换热管1的壳程端32设置有沿所述换热管1周向呈环形设置的凸起11，所述凸起11与所述胀接槽口31胀接；
29.所述胀接槽口31内的表面粗糙度大于1.6ra。
30.内管板3的管孔是开槽结构(胀接槽口)，开槽数量、槽的宽度、深度按照设备承压需求及换热管规格进行单独计算进行确定，在本实用新型中，所述矩形槽的宽度为10-13mm，深度为6mm,数量为3-4个。
31.在本实用新型中，所述换热管1的材质为光亮退火管。
32.本实用新型中，外管板2与换热管1连接方式为强度焊+贴胀，内管板3与换热管1是强度胀接。换热管1伸出外管板2的长度l与换热管1规格有关；
33.胀接槽口为环形的矩形槽，胀接槽口的边缘必须严格按直角进行加工；
34.外管板2和/或内管板3的材料优选做热处理。管板材料经过计算，采用热处理工艺可以调节材料的性能，使管板技能满足设备所需的各种力学性能要求，也能满足强度胀接所需的硬度，热处理可根据实际需要进行选择，在本实用新型中不做特别要求。
35.设备运行时，外管板2只与管程端21的介质接触，内管板3只与壳程端32的介质接触。当外管板2与换热管1的焊接接头发生泄漏或者内管板3与换热管1的胀接触失效，导致内管板3泄漏时，泄漏介质均会从隔离腔4排出。因此通过隔离腔4内的压力变化可以判断设备有无泄漏情况；通过隔离腔4排出的介质可以判断是哪块管板发生泄漏。因只有在内外两块管板与换热管1的接触都发生失效时，管壳程的物料才可能发生接触，所以双管板换热器的安全性能大大超越了普通单管板换热器。
36.以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。