CN104154781A - 一种管壳式换热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管壳式换热器，具体的说，涉及了一种结构上易于拆洗的管壳式换热器。具体的涉及一种管壳式换热器，包括壳体，设置在壳体中的换热管组，封头；其特征在于：所述的壳体第一侧端面设置有第一连接部；所述的换热管组第一侧连接有短节，该短节连接换热管组的一端外侧面设置有第二连接部；还包括公共法兰盘，该公共法兰盘分别有与第一连接部相连接的第三连接部，以及与第二连接部相连接的第四连接部。本发明的易拆洗管壳式换热器，结构简单、操作简单、清洗效果好且实用性强。

Description

一种管壳式换热器

技术领域

本发明涉及一种管壳式换热器，具体的说，涉及了一种结构上易于拆洗的管壳式换热器。

背景技术

管壳式换热器被广泛应用于化工、石油、制冷、核能和动力等工业，由于世界性的能源危机，为了降低能耗，工业生产中对换热器的需求量也越来越多，对换热器的质量要求也越来越高。近几十年来，虽然紧凑式换热器（板式、板翅式、压焊板式换热器等）、热管式换热器、直接接触式换热器等得到了迅速的发展，但由于管壳式换热器具有高度的可靠性和广泛的适应性，其仍占据产量和用量的统治地位，据相关统计，目前工业装置中管壳式换热器的用量仍占全部换热器用量的70%左右。

在冶金、化工等许多工艺中，有的工质组成成分复杂，好多具有酸碱性或含有其它污垢等，随着使用周期的延长，工质中的杂质慢慢积附着在换热管的管壁，造成换热管的传热效率下降，直接影响换热器的换热效率，给生产的稳定性带来极大的弊端。

管壳式换热器堵塞后，尤其是被结晶物堵塞后，采取常规的蒸汽清扫、反冲洗等方式对换热器进行清洗，生产实践证明，效果不是很好。只能将换热器的封头拆卸下来，采用物理清理的方式，但采取该种方式进行清洗，操作复杂、耗时长，人力、物力投资较大，对连续化的工业生产带来极大的困难。特别是对于高压工质换热，如CO2工质的情况，由此，迫切需要提供一种方便清洗且清洗方法简单的管壳式换热器。

发明内容

本发明的目的在于克服上述的问题，提供一种能满足高压工质使用，方便管壳式换热器的拆洗并且清洗方法简便，从而使本发明管壳式换热器比传统管壳式换热器更方便拆卸，使其现场适用性强且可以简化换热器结垢后的操作过程，解决了现有技术中存在的一个或多个问题。

为了实现上诉目标，本发明提供一种管壳式换热器，包括壳体，设置在壳体中的换热管组，封头；所述的壳体第一侧端面设置有第一连接部；所述的换热管组第一侧连接有短节，该短节连接换热管组的一端外侧面设置有第二连接部；还包括公共法兰盘，该公共法兰盘分别有与第一连接部相连接的第三连接部，以及与第二连接部相连接的第四连接部。

所述的短节另一侧有与封头可拆卸连接的第五连接部，所述的封头的另一端有与工质管道连接的第六连接部，该连接部拆卸时，可以是管壳式换热器与工质管道分离。

所述的壳体一侧端面与短节连接换热管组的一端外侧面为同一平面，且公共法兰盘对应的连接面为平面。

所述的壳体一侧端面与公共法兰盘对应连接面之间有第一间隙；所述的短节连接换热管组的一端外侧面与公共法兰盘对应连接面之间有第二间隙，所述的壳体一侧内侧面与短节连接换热管组的一端圆周侧面之间有第三间隙。所述第一间隙，第二间隙和第三间隙设置有密封件。

所述的第一连接部和第三连接部采用法兰连接；所述第二连接部和第四连接部采用法兰连接。

所述的管壳式换热器的第二侧与第一侧对称设置。所述的两侧短节的管板与换热管组焊接成一体，且短节的最大外径小于壳体的内径。所述的管壳式换热器的管程换热工质为CO2，所述的管壳式换热器的壳程换热工质为冷却水。

本发明的另一个目的是提供一种管壳式换热器的拆卸方法，所述的管壳式换热器包括壳体，设置在壳体中的换热管组，封头；所述的壳体第一侧端面设置有第一连接部；所述的换热管组第一侧连接有短节，该短节连接换热管组的一端外侧面设置有第二连接部；还包括公共法兰盘，该公共法兰盘分别有与第一连接部相连接的第三连接部，以及与第二连接部相连接的第四连接部，且所述的短节另一侧有与封头可拆卸连接的第五连接部，所述的封头的另一端有与工质管道连接的第六连接部，该连接部拆卸时，可以是管壳式换热器与工质管道分离；该管壳式换热器的具体拆卸步骤顺序包括：

第一步：拆卸两侧的第五连接部或第六连接部；从管壳式换热器上拆卸两侧的公共法兰盘；

第二步：从一侧抽拉换热管组，并拉出该换热管组到壳体之外。

 

采用公共法兰盘与短节和壳体连接的形式增加了连接的强度，且在清洗时易于拆卸和组装，在拆卸时管束下部能自由安装滑轮方便管束抽出，便于全方位清洗。由于换热管组与短节采用焊接的形式，即使换热工质采用CO2等非常规工质，该结构也可以适用于高压范围。

附图说明

图1 本发明一种实施例的管壳式换热器结构剖视图；

图2 本发明实施例中的管板短节整体示意图；

图3 本发明实施例中的公共法兰盘连接示意图。

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

具体实施例一

如附图1管壳式换热器结构剖视图所示为本发明公开的一种管壳式换热器，其包括封头1，壳体2，和壳体内部的换热管组14，为了描述方便，以图1中右侧为第一侧，左侧为第二侧，其中壳体的第一侧端面设置有第一连接部9,换热管组14连接到短节3的管板上，该短节3的连接换热管组14的第一端外侧面设置有第二连接部10；还包括公共法兰盘8，该公共法兰盘8分别有与第一连接部9相连接的第三连接部21，以及与第二连接部10相连接的第四连接部22。

这样通过公共法兰盘8这一个部件就可以把壳体和短节实现连接，且由于在壳体发生冷热温度变化时，壳体和短节的温度情况相当，所以采用这种连接关系会减小因为热应力引起的受力，提高公共法兰的寿命，特别是对于高压工质很重要。

短节3还有与封头1可拆卸连接的第五连接部11，所述的封头1还有与工质管道连接的第六连接部15，该连接部15拆卸时，可以使管壳式换热器与工质管道分离。在拆卸并清洗壳侧水路时，需要分离工质管道的连接，才能使得短节3和换热管组14能够相对于壳体2移动。结合图1和图2，短节3为整体设置，包括中空的管道腔、壳体内部面周向接触的管板13和与封头连接的第五连接部11，在管板13上焊接有换热管组14，从而和换热管组14连接成整体，短节3与封头1通过第五连接部11连接，并通过封头1连接到工质管道上。

在壳体2第一侧端面与短节3连接换热管组14的第一端外侧面为同一平面，且公共法兰盘对应的连接面为平面，这样可以方便的设置连接件（图中未示出）来固定第一连接部9和第三连接部22，图中与第一连接部9对应的公共法兰盘8的部分为第三连接部22，以及第二连接部10和第四连接部23，图中与第二连接部10对应的公共法兰盘8的部分为第四连接部23，可参考图1中A处的局部放大图图3所示。壳体1第一侧端面与公共法兰盘8对应连接面之间有第一间隙16；短节3连接换热管组14的第一端外侧面与公共法兰盘8对应连接面之间有第二间隙17，壳体第一侧内侧面与短节3连接换热管组14的第一端圆周侧面之间有第三间隙18。在第一间隙16中设置有第一密封件19，在第二间隙17中设置有第二密封件20，在第三间隙19中设置有第三密封件21。即在第一间隙，第二间隙和第三间隙设置有密封件，这样使得壳侧的冷却水必须通过第三密封件21后，还要经过第二密封件20或者第一密封件19才能流出，提高了冷却水侧的密封效果。

在本实施例中，第一连接部、第二连接部、第三连接部、第四连接部、第五连接部和第六连接部都采用可拆卸的连接形式，可以考虑采用法兰、拉耳卡，异型卡箍等可拆卸连接方式，在本实施例中采用法兰连接，提高连接的牢固性以及拆卸和安装的效率。

在另一种实施例中，管壳式换热器的第二侧与第一侧对称设置，也即在换热管组14的第二侧也安装有对称设置的短节3，换热管组14与短节3焊接连接，以提高工质侧的密封性和耐压性能，这样换热管组与两侧的短节就焊接成为一体，成为换热管组与短节组件，确保工质侧的耐压性能。这样可以提高生产加工的效率，减少零件数量，增加管壳式换热器的美观。

同时，短节3的最大外径小于壳体2的内径，这样当管壳式换热器的换热管组与短节组件需要相对于壳体发生移动时，短节组件可以移动到壳体2内，从而可以使换热管组14完全露出壳体，从而易于清洗，提高清洗效率。

在本实施例中，管程换热工质为CO2，所述的管壳式换热器的壳程换热工质为冷却水，由于采用CO2工质，换热器的温度要高于采用传统工质的情况，所以壳侧的换热管组外壁更加易于结构，采用本实施例的构造，使得更加易于对换热管组14外部的结垢和污泥进行清洗。

本发明还公开管壳式换热器的拆卸方法，根据本申请文件公开的管壳式换热器包括壳体，设置在壳体中的换热管组，封头；所述的壳体第一侧端面设置有第一连接部；所述的换热管组第一侧连接有短节，该短节连接换热管组的一端外侧面设置有第二连接部；还包括公共法兰盘，该公共法兰盘分别有与第一连接部相连接的第三连接部，以及与第二连接部相连接的第四连接部，所述的短节另一侧有与封头可拆卸连接的第五连接部，所述的封头的另一端有与工质管道连接的第六连接部，该连接部拆卸时，可以是管壳式换热器与工质管道分离，且管壳式换热器的第二侧与第一侧对称设置；该管壳式换热器的具体拆卸步骤顺序包括：

第一步：拆卸两侧的第五连接部或第六连接部；从管壳式换热器上拆卸两侧的公共法兰盘；

第二步：从一侧抽拉换热管组，并拉出该换热管组到壳体之外。

在拆卸第五连接部或者第六连接部前需要排空或者抽空管程中的工质，当拆卸第六连接部后，为了减少其他杂质进入管程对工质进行污染，可以在两侧的第六连接部加装盲板或类似措施（如设置密封的阀门），然后再换热管组下部安装滑轮，方便把换热管组拉出，方便其清洗。为了方便滑轮的固定，和减小对换热管组结构的影响，换热管组设置有适于固定滑轮的卡位，该卡位包括凹陷定位部，所述凹陷定位部在换热管组轴向方向受力的结构加强。

当管程、短节或者封头内经工质携带并汇集到换热管组内的的冷却油需要更换时，可以拆卸第五连接部，这样可以打开短节和封头之间的连接，对其内部进行操作。然后再换热管组下部安装滑轮，方便把换热管组拉出，方便其清洗。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明新型所作的进一步详细说明，不能认定本发明新型具体实施只局限于上述这些说明。对于本发明新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种管壳式换热器，包括壳体，设置在壳体中的换热管组，封头；其特征在于：所述的壳体第一侧端面设置有第一连接部；所述的换热管组第一侧固定连接有短节，该短节连接换热管组一端的外侧面设置有第二连接部；还包括公共法兰盘，该公共法兰盘分别有与第一连接部相连接的第三连接部，以及与第二连接部相连接的第四连接部。

2.根据权利要求1的管壳式换热器，其特征在于：所述的短节另一侧有与封头可拆卸连接的第五连接部，所述的封头的另一端有与工质管道连接的第六连接部，该连接部拆卸时，可以是管壳式换热器与工质管道分离。

3.根据权利要求1的管壳式换热器，其特征在于：所述的壳体一侧端面与短节连接换热管组的一端外侧面为同一平面，且公共法兰盘对应的连接面为平面。

4.根据权利要求1的管壳式换热器，其特征在于：所述的壳体一侧端面与公共法兰盘对应连接面之间有第一间隙；所述的短节连接换热管组的一端外侧面与公共法兰盘对应连接面之间有第二间隙，所述的壳体一侧内侧面与短节连接换热管组的一端圆周侧面之间有第三间隙。

5.根据权利要求5的管壳式换热器，其特征在于：所述第一间隙，第二间隙和第三间隙设置有密封件。

6.根据权利要求1的管壳式换热器，其特征在于：所述的第一连接部和第三连接部采用法兰连接；所述第二连接部和第四连接部采用法兰连接。

7.根据权利要求1至6中管壳式换热器，其特征在于：所述的管壳式换热器的第二侧与第一侧对称设置。

8.根据权利要求7的管壳式换热器，其特征在于：所述两侧短节的管板与换热管组焊接成一体，且短节的最大外径小于壳体的内径。

9.根据权利要求7的管壳式换热器，其特征在于：所述的管壳式换热器的管程换热工质为CO2，所述的管壳式换热器的壳程换热工质为冷却水。

10.一种管壳式换热器的拆卸方法，所述的管壳式换热器包括壳体，设置在壳体中的换热管组，封头；所述的壳体第一侧端面设置有第一连接部；所述的换热管组第一侧固定连接有短节，该短节连接换热管组的一端外侧面设置有第二连接部；还包括公共法兰盘，该公共法兰盘分别有与第一连接部相连接的第三连接部，以及与第二连接部相连接的第四连接部，所述的短节另一侧有与封头可拆卸连接的第五连接部，所述的封头的另一端有与工质管道连接的第六连接部，该连接部拆卸时，可以使管壳式换热器与工质管道分离，且管壳式换热器的第二侧与第一侧对称设置；该管壳式换热器的具体拆卸步骤顺序包括：：

第一步：拆卸两侧的第五连接部或第六连接部；从管壳式换热器上拆卸两侧的公共法兰盘；

第二步：从一侧抽拉换热管组，并拉出该换热管组到壳体之外。