CN115031554A

CN115031554A - U型管换热器

Info

Publication number: CN115031554A
Application number: CN202210952910.4A
Authority: CN
Inventors: 尉海晶; 李健威; 赵剑雄; 符建丽; 陈海峰
Original assignee: Shanxi Yangmei Chemical Industry Machinery Group Co Ltd
Current assignee: Shanxi Yangmei Chemical Industry Machinery Group Co Ltd
Priority date: 2022-08-10
Filing date: 2022-08-10
Publication date: 2022-09-09

Abstract

本申请涉及化工设备技术领域，本申请所提供的U型管换热器，包括：U型换热管，U型换热管的两侧换热管分别为第一侧换热管和第二侧换热管，U型换热管的转弯部分为转弯换热管；头盖，头盖上连通有两个直筒的壳侧筒体，分别为第一壳侧筒体和第二壳侧筒体；第一侧换热管设置于第一壳侧筒体内，第二侧换热管设置于第二壳侧筒体内，转弯换热管设置于头盖内；相对于现有技术，本质上是采用两块管板替代一块管板，两块管板分别为第一管板和第二管板，第一管板连接进液口，第二管板连接出液口，替代了现有技术中进液口和出液口均设置在一块管板上，实现了避免管板承受过大压力。

Description

U型管换热器

技术领域

本申请涉及化工设备技术领域，更具体地说，涉及一种U型管换热器。

背景技术

现有技术中的U型管换热器，U型换热管的两端固定在同一管板上，管束可以自由伸缩，不会因介质温差而产生温差应力，运行可靠，适用于高温和高压的场合。但因管程清洗困难，管程流体必须是洁净和不易结垢的物料，又由于U型换热管需要一定的弯曲半径，U型换热管最内层间距大，壳程易短路，且管板利用率低；内层管子不能更换，换热管报废率高。

另外，由于换热管由一块管板承受全部支承作用，相同壳体内径时，管板厚度大于其它形式。再者换热器直径较大时，U型换热管的转弯部分（U型部分）支承困难，管束抗振性差。

因此，如何避免管板承受过大压力，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种U型管换热器，以实现避免管板承受过大压力。

为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案：一种U型管换热器，包括：U型换热管，U型换热管的两侧换热管分别为第一侧换热管和第二侧换热管，U型换热管的转弯部分为转弯换热管，第一侧换热管的端部为第一管口端，第二侧换热管的端部为第二管口端；头盖，头盖上连通有两个直筒的壳侧筒体，分别为第一壳侧筒体和第二壳侧筒体；第一侧换热管设置于第一壳侧筒体内，第二侧换热管设置于第二壳侧筒体内，转弯换热管设置于头盖内；第一壳侧筒体未连通头盖的一端连接有第一管板，第一管口端与第一管板连接；第二壳侧筒体未连通头盖的一端连接有第二管板，第二管口端与第二管板连接。

可选地，第一管板的周向侧壁设置有管板螺纹，第一管板通过管板螺纹连接螺纹法兰，螺纹法兰上通过螺栓夹持连接有管侧异径法兰，管侧异径法兰的大直径一端靠近第一管板。

可选地，第一管板的壳侧设置有壳侧凸肩，第一壳侧筒体通过锥壳与第一管板连接，壳侧凸肩与锥壳的小直径端连接，第一壳侧筒体与锥壳的大直径端连接。

可选地，第一管板的管侧设置有管侧凸肩，管侧凸肩与管侧异径法兰之间设置有波齿垫片。

可选地，头盖与第一壳侧筒体通过尾部连接法兰连接，头盖上的螺栓孔与尾部连接法兰的螺栓孔通过螺栓夹持连接，第一壳侧筒体与尾部连接法兰的接口焊接。

可选地，第一壳侧筒体的外壁上套接有U型螺栓，U型螺栓的两端与支架螺栓连接。

可选地，锥壳包括左侧锥壳和右侧锥壳，在第一侧换热管与第一管板连接后，以及第一侧换热管与第一壳侧筒体组装完成后，将左侧锥壳和右侧锥壳合并在第一管板和第一壳侧筒体之间，焊接为锥壳。

本申请所提供的U型管换热器，包括：U型换热管，U型换热管的两侧换热管分别为第一侧换热管和第二侧换热管，U型换热管的转弯部分为转弯换热管，第一侧换热管的端部为第一管口端，第二侧换热管的端部为第二管口端；头盖，头盖上连通有两个直筒的壳侧筒体，分别为第一壳侧筒体和第二壳侧筒体；第一侧换热管设置于第一壳侧筒体内，第二侧换热管设置于第二壳侧筒体内，转弯换热管设置于头盖内；第一壳侧筒体未连通头盖的一端连接有第一管板，第一管口端与第一管板连接；第二壳侧筒体未连通头盖的一端连接有第二管板，第二管口端与第二管板连接。采用这种结构，相对于现有技术，本质上是采用两块管板替代一块管板，两块管板分别为第一管板和第二管板，第一管板连接进液口，第二管板连接出液口，替代了现有技术中进液口和出液口均设置在一块管板上，正因为采用了第一管板和第二管板的结构，由于管程清洗困难，管程流体必须是洁净和不易结垢的物料，又由于U型换热管需要一定的弯曲半径，U型换热管最内层间距大，但分布在两块管板上，最内层间距无论多大都没有问题，壳程不易短路，且管板利用率高；U型换热管内层管便于更换，换热管报废率低。另外，由于U型换热管不由一块管板承受全部支承作用，相同壳体内径时，管板厚度可以较小。再者U型管换热器直径较大时，由于头盖用于支承，U型换热管的转弯部分（U型部分）支承不再困难，U型换热管抗振性好，实现了避免管板承受过大压力。

附图说明

在所附权利要求书中具体阐述了本申请的新颖特征。通过参考对在其中利用到本申请原理的说明性实施方式加以阐述的以下详细描述和附图，将会对本申请的特征和优点获得更好的理解。附图仅用于示出实施方式的目的，而并不应当认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的元素。

附图中：图1为本申请所提供的U型管换热器的结构示意图。

附图中：图2为本申请所提供的U型管换热器螺纹法兰与管侧异径法兰及第一管板的连接示意图。

附图中：图3本申请所提供的U型管换热器的壳侧筒体与支架的连接示意图。

图1至图3中：1是管侧异径法兰、2是螺纹法兰、3是第一侧换热管、4是锥壳、5是第一壳侧筒体、6是尾部连接法兰、7是头盖、8是支架、9是第一管板、10是波齿垫片、11是U型螺栓。

具体实施方式

本申请提供了一种U型管换热器，实现了避免管板承受过大压力。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请所提供的U型管换热器的结构示意图；图2为本申请所提供的U型管换热器螺纹法兰与管侧异径法兰及第一管板的连接示意图；图3本申请所提供的U型管换热器的壳侧筒体与支架的连接示意图。

本申请提供的U型管换热器，包括：U型换热管，U型换热管的两侧换热管分别为第一侧换热管3和第二侧换热管，U型换热管的转弯部分为转弯换热管，第一侧换热管3的端部为第一管口端，第二侧换热管的端部为第二管口端；头盖7，头盖7上连通有两个直筒的壳侧筒体，分别为第一壳侧筒体5和第二壳侧筒体；第一侧换热管3设置于第一壳侧筒体5内，第二侧换热管设置于第二壳侧筒体内，转弯换热管设置于头盖7内；第一壳侧筒体5未连通头盖7的一端连接有第一管板9，第一管口端与第一管板9连接；第二壳侧筒体未连通头盖7的一端连接有第二管板，第二管口端与第二管板连接。

采用上述这种结构，相对于现有技术，本质上是采用两块管板替代一块管板，两块管板分别为第一管板9和第二管板，第一管板9连接进液口，第二管板连接出液口，替代了现有技术中进液口和出液口均设置在一块管板上，正因为采用了第一管板9和第二管板的结构，由于管程清洗困难，管程流体必须是洁净和不易结垢的物料，又由于U型换热管需要一定的弯曲半径，U型换热管最内层间距大，但分布在两块管板上，最内层间距无论多大都没有问题，壳程不易短路，且管板利用率高；U型换热管内层管便于更换，换热管报废率低。另外，由于U型换热管不由一块管板承受全部支承作用，相同壳体内径时，管板厚度可以较小。再者U型管换热器直径较大时，由于头盖7用于支承，U型换热管的转弯部分（U型部分）支承不再困难，U型换热管抗振性好，实现了避免管板承受过大压力。为对应两块管板和U型管换热器的第一侧换热管3和第二侧换热管，设置第一壳侧筒体5和第二壳侧筒体，二者在头盖7处连接，形成同一个腔体，作为壳侧。

在本申请一具体实施例中，第一管板9的周向侧壁设置有管板螺纹，第一管板9通过管板螺纹连接螺纹法兰2，螺纹法兰2上通过螺栓夹持连接有管侧异径法兰1，管侧异径法兰1的大直径一端靠近第一管板9。管侧异径法兰1作为进液口，进液一段直径较小，方便连接进液管路，第一管板9是有固定直径的，所以用管侧异径法兰1的大直径一端连接，通过两个法兰配合螺栓夹持连接，能够良好的保证密封性能。

在本申请一具体实施例中，第一管板9的壳侧设置有壳侧凸肩，第一壳侧筒体5通过锥壳4与第一管板9连接，壳侧凸肩与锥壳4的小直径端连接，第一壳侧筒体5与锥壳4的大直径端连接。将第一管板9与第一壳侧筒体5的连接采用锥壳4过渡连接，避免精加工零件的制造成本，发扬绿色环保、节能高效的经济理念；并且锥壳4起到放大直径的作用，在本申请中格外重要，由于采用两块管板的结构替换现有技术中的一块管板的结构，现有技术中一块管板的结构天然能够保证壳侧筒体直径足够大，因为U型换热管的转弯部分就会撑大壳侧筒体直径，而采用本申请的创新结构，容易带来的新问题就是第一壳侧筒体5直径偏小，壳侧容量偏小，采用锥壳4放大直径，可以保证第一壳侧筒体5直径足够。

在本申请一具体实施例中，第一管板9的管侧设置有管侧凸肩，管侧凸肩与管侧异径法兰1之间设置有波齿垫片10。波齿垫片10能够保证良好密封。

在本申请一具体实施例中，头盖7与第一壳侧筒体5通过尾部连接法兰6连接，头盖7上的螺栓孔与尾部连接法兰6的螺栓孔通过螺栓夹持连接，第一壳侧筒体5与尾部连接法兰6的接口焊接。头盖7与第一壳侧筒体5采用尾部连接法兰6连接，连接紧固性和密封性都较好，螺栓夹持连接有利于密封。

在本申请一具体实施例中，第一壳侧筒体5的外壁上套接有U型螺栓11，U型螺栓11的两端与支架8螺栓连接。U型螺栓11能够有效保证第一壳侧筒体5安装稳固，因为U型螺栓11整体套装在第一壳侧筒体5的外壁上。

在本申请一具体实施例中，锥壳4包括左侧锥壳和右侧锥壳，在第一侧换热管3与第一管板9连接后，以及第一侧换热管3与第一壳侧筒体5组装完成后，将左侧锥壳和右侧锥壳合并在第一管板9和第一壳侧筒体5之间，焊接为锥壳4。将锥壳4进一步设计成分体结构，更有利于拆装方便，可以实现后安装锥壳4，大大简化了整体结构的安装流程。左侧锥壳和右侧锥壳可以是由锥壳4制作完成后应沿中心线割成两半制成，也可以是并不平分的两部分，甚至为了实际安装需要，也可以将锥壳4设计成更多分体，不只是两块分体结构。

应当理解，本公开内容的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本申请的范围在此方面不受限制。

在本文所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，应当理解，本公开内容的实施方式可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实施方式中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

虽然本文已经示出和描述了本申请的示例性实施方式，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施方式只是以示例的方式提供的。本领域技术人员现将会在不偏离本申请的情况下想到许多更改、改变和替代。应当理解，在实践本申请的过程中可以采用对本文所描述的本申请实施方式的各种替代方案。以下权利要求旨在限定本申请的范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的方法和结构及其等同项。

Claims

1.一种U型管换热器，其特征在于，包括：U型换热管，所述U型换热管的两侧换热管分别为第一侧换热管（3）和第二侧换热管，所述U型换热管的转弯部分为转弯换热管，所述第一侧换热管（3）的端部为第一管口端，所述第二侧换热管的端部为第二管口端；头盖（7），所述头盖（7）上连通有两个直筒的壳侧筒体，分别为第一壳侧筒体（5）和第二壳侧筒体；所述第一侧换热管（3）设置于所述第一壳侧筒体（5）内，所述第二侧换热管设置于所述第二壳侧筒体内，所述转弯换热管设置于所述头盖（7）内；所述第一壳侧筒体（5）未连通所述头盖（7）的一端连接有第一管板（9），所述第一管口端与所述第一管板（9）连接；所述第二壳侧筒体未连通所述头盖（7）的一端连接有第二管板，所述第二管口端与所述第二管板连接。

2.如权利要求1所述的U型管换热器，其特征在于，所述第一管板（9）的周向侧壁设置有管板螺纹，所述第一管板（9）通过所述管板螺纹连接螺纹法兰（2），所述螺纹法兰（2）上通过螺栓夹持连接有管侧异径法兰（1），所述管侧异径法兰（1）的大直径一端靠近所述第一管板（9）。

3.如权利要求2所述的U型管换热器，其特征在于，所述第一管板（9）的壳侧设置有壳侧凸肩，所述第一壳侧筒体（5）通过锥壳（4）与所述第一管板（9）连接，所述壳侧凸肩与所述锥壳（4）的小直径端连接，所述第一壳侧筒体（5）与所述锥壳（4）的大直径端连接。

4.如权利要求3所述的U型管换热器，其特征在于，所述第一管板（9）的管侧设置有管侧凸肩，所述管侧凸肩与所述管侧异径法兰（1）之间设置有波齿垫片（10）。

5.如权利要求4所述的U型管换热器，其特征在于，所述头盖（7）与所述第一壳侧筒体（5）通过尾部连接法兰（6）连接，所述头盖（7）上的螺栓孔与所述尾部连接法兰（6）的螺栓孔通过螺栓夹持连接，所述第一壳侧筒体（5）与所述尾部连接法兰（6）的接口焊接。

6.如权利要求5所述的U型管换热器，其特征在于，所述第一壳侧筒体（5）的外壁上套接有U型螺栓（11），所述U型螺栓（11）的两端与支架（8）螺栓连接。

7.如权利要求6所述的U型管换热器，其特征在于，所述锥壳（4）包括左侧锥壳和右侧锥壳，在所述第一侧换热管（3）与所述第一管板（9）连接后，以及所述第一侧换热管（3）与所述第一壳侧筒体（5）组装完成后，将所述左侧锥壳和所述右侧锥壳合并在所述第一管板（9）和所述第一壳侧筒体（5）之间，焊接为所述锥壳（4）。