一种具有稳定浮动管板的管壳式换热器的制作方法

1.本实用新型涉及热交换器技术领域，具体涉及一种具有稳定浮动管板的管壳式换热器。


背景技术：

2.在化学工业和石油化工中，换热器的应用十分广泛，是不可缺少的常用的工艺设备。近年来随着节能技术的发展，利用换热器进行高温、低温热能的回收带来了显著的经济效益。目前在换热设备中，使用量最大的是管壳式换热器。随着石油工业和化学工业的发展，各种苛刻条件使用的管壳式换热器越来越多，例如在炼油的加氢裂化、煤油加氢、汽油柴油加氢和润滑油加氢，催化重整、加氢精制等，在化工中的乙烯裂解、乙苯脱氢、高压低压聚合，在化肥中的氨合成、天然气转化等等，换热器需要承受压力从真空到35mpa、温度高达700～900℃的苛刻使用环境。
3.进入21世纪以来，随着装置大型化的高速发展，大型换热器的使用愈来愈广、愈来愈频繁、技术难度愈来愈大、装备的可靠性要求愈来愈高。如何保障换热效果、提高热效率，提高装备的可靠性，已经成为十分重要的研究课题，各种应用于特殊工艺条件下的大型换热器技术层出不穷，不胜枚举。
4.在管壳式换热器中最常用的两种换热器是固定管板式换热器和浮头式换热器。随着国内的石油炼化以及大型苯乙烯装置的开发和利用，国内近些年对压力容器的需求越来越大，特别是苯乙烯装置中都有管、壳程温差较大的浮头式换热器。以前同类项目的此种关键设备为国外进口，价格极其高昂，目前国内少数厂家初步掌握该类型设备的制造，但实际使用过程中存在许多问题需要解决。
5.由于换热器管程和壳程流体进行换热，必然存在温度差，当温度差大到超过材料可以承受的温度应力时，就必须采用消除膨胀的工程措施。在浮头式换热器中，壳体上没有膨胀节，所以管程一端采用固定管板，另一端采用浮动管板(即浮头)，管束可以在壳体内自由的伸长和缩短，此措施解决了膨胀的问题。
6.然而现有技术中，浮动管板自身重量较大，受自身重力影响，特备是在高温状态下运行，浮头管板会产生下垂的现象，浮动管板和壳体的材料硬度不大，在换热器长时间使用后，伴随浮动管板与壳体之间不断接触摩擦，容易造成两者磨损导致摩擦系数变大，甚至使浮头管板的滑动失效，严重时换热管管头应力过大导致管头开裂。由此有的现有技术在浮动管板和壳体之间设置耐磨层，以解决磨损问题，然而这种结构仍然存在待改善之处：
7.耐磨层直接设置在浮动管板的底侧部，由于浮动管板的厚度有限，因此浮动管板外周的同一处的耐磨层长度也必然受到限制，在长时间滑动摩擦后，较短的耐磨层依然有可能被磨损掉，进而不能达到稳定滑动。


技术实现要素：

8.针对现有技术存在上述技术问题，本实用新型提供一种具有稳定浮动管板的管壳
式换热器。
9.为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：
10.提供一种具有稳定浮动管板的管壳式换热器，包括卧式的壳体、固定连接在所述壳体一端部的固定管板、设置于所述壳体另一端部且可沿所述壳体的长度方向滑动的浮动管板、穿设于所述壳体中且两端分别穿过并固定所述固定管板和所述浮动管板的多条换热管，所述浮动管板和所述壳体内壁之间设有滑动结构，其特征是：
11.所述滑动结构包括固定于所述浮动管板的底侧部的支撑板、设置于所述支撑板的底部的第一耐磨体、以及固定于所述壳体的内壁且滑动配合所述第一耐磨体的第二耐磨体，所述第二耐磨体沿所述浮动管板的滑动方向布置。
12.作为进一步可选方案，所述浮动管板的底侧部设有安装缺口，所述支撑板镶嵌固设于所述安装缺口。
13.作为进一步可选方案，所述支撑板的一端部凸出于所述浮动管板的一侧壁，且/或所述支撑板的另一端部与所述浮动管板的另一侧壁齐平。
14.作为进一步可选方案，所述支撑板和所述第一耐磨体相互呈倒t形布置。
15.作为进一步可选方案，所述滑动结构的数量为两个以上，且两个以上的所述滑动结构均匀或非均匀地绕所述浮动管板的底侧部分布。
16.作为进一步可选方案，所述滑动结构还包括固定于所述壳体内壁的承托垫，所述第二耐磨体固设于所述承托垫的顶部。
17.作为进一步可选方案，所述承托垫的底部为适配所述壳体内壁的弧面，所述承托垫的顶部为水平面，以使得所述第一耐磨体和所述第二耐磨体水平贴合。
18.作为进一步可选方案，所述支撑板与所述浮动管板为相互焊接固定结构，或为一体化结构。
19.作为进一步可选方案，所述第一耐磨体和所述第二耐磨体为硬质耐磨合金体。
20.本实用新型的有益效果：
21.本实用新型的一种具有稳定浮动管板的管壳式换热器，在浮动管板设置了支撑板，通过支撑板底部的第一耐磨体和壳体内壁的第二耐磨体滑动配合，一方面解决了浮动管板与壳体之间的磨损问题；另一方面第一耐磨体沿滑动方向的长度取决于支撑板的长度，不再受浮动管板的厚度约束，因此实际中可以根据使用要求而选择支撑板的规格，即可灵活改变第一耐磨体的长度宽度，确保长时间使用后第一耐磨体依然保持良好耐磨性能，保障了浮动管板的稳定滑动。
附图说明
22.图1为实施例中的管壳式换热器的结构示意图。
23.图2为实施例中的管壳式换热器的另一视觉的结构示意图。
24.图3为图1中a处的放大视图。
25.图4为实施例中的滑动结构的剖视图。
26.附图标记：
27.壳体1、固定管板2、浮动管板3、安装缺口31；
28.滑动结构4、支撑板41、第一耐磨体42、第二耐磨体43、承托垫44。
具体实施方式
29.以下结合具体实施例及附图对本实用新型进行详细说明。
30.本实施例的管壳式换热器，如图1至图4所示，包括现有换热器共有部分：卧式的壳体1、固定连接在壳体1一端部的固定管板2、设置于壳体1另一端部且可沿壳体1的长度方向滑动的浮动管板3、穿设于壳体1中且两端分别穿过并固定于固定管板2和浮动管板3的多条换热管(图中未示出)、开设于壳体1两端部的连通多条换热管端口的第一换热媒介进出口、开设于壳体1侧部的第二换热媒介进出口，浮动管板3和壳体1内壁之间设有滑动结构4。使用时第一流体从第一换热媒介进出口流入和流出，期间经过多条换热管，第二流体从第二换热媒介进出口流入和流出壳体1，这样位于壳体1中的第二流体与换热管中的第一流体经由换热管的管壁进行热交换。本实施例作为改进的是：
31.滑动结构4包括固定于浮动管板3的底侧部的支撑板41、设置于支撑板41的底部的第一耐磨体42、以及固定于壳体1的内壁且滑动配合第一耐磨体42的第二耐磨体43，第二耐磨体43沿浮动管板3的滑动方向布置。与现有技术相比，一方面解决了浮动管板3与壳体1之间的磨损问题；另一方面第一耐磨体42沿滑动方向的长度取决于支撑板41的长度，不再受浮动管板3的厚度约束，因此实际中可以根据使用要求而选择支撑板41的规格，即可灵活改变第一耐磨体42的长度宽度，确保长时间使用后第一耐磨体42依然保持良好耐磨性能，保障了浮动管板3的稳定滑动。
32.本实施例中，浮动管板3的底侧部设有安装缺口31，支撑板41镶嵌固设于安装缺口31，实际可以为相互焊接固定结构，或为一体化铸造成型结构。
33.本实施例中，主要参考图3，支撑板41的左端部凸出于浮动管板3的左侧壁，支撑板41的右端部与浮动管板3的右侧壁齐平，整体结构更为紧凑。
34.本实施例中，支撑板41呈多边形的板状，支撑板41和第一耐磨体42相互呈倒t形布置。
35.主要参考图2所示，滑动结构4并非安装于浮动管板3的最低侧，而是滑动结构4的数量为两个或两个以上的滑动结构4均匀地绕浮动管板3的底侧部呈一定角度分布，当然实际中根据需要改为其它数量，或非均匀布置亦可。
36.结合图4所示，滑动结构4还包括固定于壳体1内壁的承托垫44，第二耐磨体43固设于承托垫44的顶部，承托垫44的底部为适配壳体1内壁的弧面，承托垫44的顶部为水平面，以使得第一耐磨体42和第二耐磨体43水平贴合。
37.实际中作为可选的，第一耐磨体42和第二耐磨体43为硬质耐磨合金体。
38.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
39.本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
40.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
41.最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。