CN219995977U - 一种单管程浮头式换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种单管程浮头式换热器，包括壳体；头盖连接于壳体的一端；浮头管箱内部设有换热管，所述浮头管箱整体设于壳体内部，浮头管箱靠近头盖的一端设有介质出口；浮头出口接头连接在浮头管箱的介质出口处；其特征在于：所述壳体的靠近头盖一侧的周壁密封连接有管程出口接头，管程出口接头的入口设置在壳体内，管程出口接头的出口设置在壳体外；该单管程浮头式换热器还包括有膨胀组件，该膨胀组件的一端通过第一法兰组件与浮头出口接头可拆卸连接，所述膨胀组件的另一端通过第二法兰组件与管程出口接头的入口可拆卸连接。与现有技术相比，本实用新型便于组装和拆卸。

Description

一种单管程浮头式换热器

技术领域

本实用新型涉及换热设备，尤其是涉及一种单管程浮头式换热器。

背景技术

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，又称热交换器。换热器在化工、石油、动力、食品及其它许多工业生产中占有重要地位，其在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用广泛。

换热器根据结构可分为浮头式换热器、固定管板式换热器、U形管板换热器、板式换热器等。其中，固定管板式换热器的结构特点是在壳体中设置有管束，管束两端用焊接或胀接的方法将管子固定在管板上，两端管板直接和壳体焊接在一起，壳程的进出口管直接焊在壳体上，管板外圆周和封头法兰用螺栓紧固，管程的进出口管直接和封头焊在一起，管束内根据换热管的长度设置了若干块折流板。这种换热器管程可以用隔板分成任何程数。而浮头式换热器的一端管板与壳体固定，而另一端的管板可在壳体内自由浮动，壳体和管束对膨胀是自由的，故当两种介质的温差较大时，管束和壳体之间不产生温差应力。

单管程浮头式换热器由于吸收了固定管板换热器和普通浮头式换热器的优点，适用于管壳程温差较大、介质中存在固体颗粒易堵塞换热管等工况，且管束可抽出清洗，因此广泛应用于煤化工、甲醇等装置中。

现有的单管程浮头式换热器，为了实现管束整体可拆，并利于水压试验，浮头端需要设置多组螺栓-螺母连接接头。这种连接结构较为复杂，拆装不便。此外，接头位于壳体内部，由于结构的原因，无法通过螺柱-双螺母连接，而只能在其中一片法兰上设置螺纹孔，采用将螺柱一头旋入螺纹孔，另一头用螺母上紧的方法连接。这样就容易导致两个问题：

(1)与螺栓孔相比，螺纹孔对于配对法兰的对中要求更高，装配过程中微小的径向或环向错位就可能导致无法顺利安装；

(2)由于螺纹孔位于壳体内部，受壳体内部腐蚀性介质的长期作用，很容易发生锈蚀，导致检修时螺柱无法旋出，有时甚至需要破坏螺柱方可拆卸。螺柱断端卡入螺纹孔内无法卸出，从而造成螺纹孔法兰报废。

以现有实用新型专利《一种新型单管程浮头换热器》(申请号201420591577.X，授权号为CN204202439 U)为例，为实现管束抽拉的目的，需要在浮头出口接头尾端设置一对连接结构，即法兰和夹持板。此外，接头位于壳体内部，膨胀节设置在壳程出口接管上，由于结构原因，法兰与夹持板之间无法采用螺柱-双螺母连接，而只能在法兰上设置螺纹孔，将螺柱一端旋入螺纹孔，另一端用螺母上紧。与螺栓孔相比，螺纹孔对于配对法兰的对准要求更高，装配过程中微小的径向或环向错位就可能导致无法顺利安装，因此，管束安装时，需要不断调整法兰与夹持板的周向相对位置，螺柱方能正常旋入螺纹孔内，耗时耗力。此外，由于螺纹孔位于壳体内部，受壳体内部腐蚀性介质的长期作用，很容易发生锈蚀，导致检修时螺柱无法旋出，有时甚至需要破坏螺柱方可拆卸，即使螺柱在检修时顺利旋出，再次安装时，螺柱很难上紧，极易产生管壳侧介质内漏问题。

又如，实用新型专利《类浮头甲醇进出塔换热器》(申请号为201320508279.5，授权号为CN203518706U)，该实用新型的浮头出口与上部管箱相连，为实现膨胀节可拆的目的，在膨胀节两端设置两片连接法兰，分别与壳程壳体设备法兰和位于内衬筒尾端的法兰组成两组成对法兰。由于结构原因，这两对成对法兰均无法采用螺柱-双螺母连接，而只能在壳程壳体设备法兰和内衬筒尾端分别设置螺纹孔，将螺柱一端旋入螺纹孔，另一端用螺母上紧。由于设备壳体与管束采用焊接连接，为满足可拆卸膨胀节的安装要求，组焊过程中对二者的周向相对位置要求极高。一旦发生周向错位，就只能靠强行扭转膨胀节组装，对膨胀节极其不利。此外，该螺纹孔长期受管程介质的腐蚀，一旦发生锈蚀，螺柱很难旋出；有时甚至需要破坏螺柱方可拆卸。螺柱断端卡入螺纹孔内无法卸出，从而造成螺纹孔法兰报废且由于螺纹孔被腐蚀破坏。再次安装时，螺柱很难上紧，极易产生内漏问题。而壳程壳体设备法兰和位于内衬筒尾端的法兰分别与壳程壳体和内锥体焊接连接，一旦螺纹孔腐蚀破坏，很难更换。

因此，需要对现有的换热器的膨胀组件和连接结构进行改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种便于组装和拆卸的单管程浮头式换热器。

本实用新型解决上述的技术问题所采用的技术方案为：一种单管程浮头式换热器，包括

壳体；

头盖，连接于壳体的一端；

浮头管箱，内部设有换热管，所述浮头管箱整体设于壳体内部，浮头管箱靠近头盖的一端设有介质出口；

浮头出口接头，连接在浮头管箱的介质出口处；

其特征在于：所述壳体靠近头盖一侧的周壁密封连接有管程出口接头，管程出口接头的入口设置在壳体内，管程出口接头的出口设置在壳体外；

该单管程浮头式换热器还包括有呈弯折状的膨胀组件，该膨胀组件的一端通过与浮头出口接头可拆卸连接，所述膨胀组件的另一端与管程出口接头的入口可拆卸连接。

作为改进，所述的膨胀组件包括与管程出口接头的入口连通的弯管。

优选地，所述弯管为入口和出口之间呈90度夹角的弯管。

为了便于补偿管壳程温差产生的位移，优选地，所述膨胀组件还包括连通浮头出口接头和弯管的膨胀节。

弯管也可以不需要选择入口和出口之间呈90度夹角，弯管的弯曲角度只需要满足整个，膨胀组件的进口和出口相垂直即可。

为了使膨胀组件可拆卸，便于对膨胀节进行维修或者更换，优选地，浮头出口接头为第一法兰，所述膨胀组件的一端设有第二法兰，第一法兰和第二法兰通过一组或多组螺柱螺母可拆卸连接；所述膨胀组件的另一端设有第三法兰，所述管程出口接头的入口处设有第四法兰，第三法兰和第四法兰也通过一组或多组螺柱螺母可拆卸连接。

为了容许膨胀组件相对于浮头出口接头、管程出口接头小幅转动，优选地，所述的第二法兰和/或第三法兰为松套法兰，从而便于调整第一法兰与第二法兰的相对位置，确保第一法兰与第二法兰的密封面平行，和/或，便于调整第三法兰与第四法兰的相对位置，确保第三法兰与第四法兰的密封面平行，保证密封面的可靠性，还能够避免膨胀节因强行组装而发生扭转，有效保护膨胀节。

所述头盖可以直接焊接在壳体一端，此时可以在头盖上设置人孔，人孔的大小满足膨胀组件能够自人孔自由进出壳体。

所述头盖也可以可拆卸地连接在壳体一端。当头盖拆卸后，浮头管箱的浮头出口接头及整个膨胀组件均处于可见位置，一方面，在整个管程水压试验过程中，操作人员可以检查所有连接接头的可靠性，另一方面，在安装换热器的浮头出口接头和膨胀组件时，操作人员可以简单地进行对准，降低安装难度。

为了使壳体和头盖之间的可拆卸连接结构兼具操作的便利性和安装的可靠性，优选地，壳体的一端设有第五法兰，所述头盖内侧设有第六法兰，且该第五法兰和第六法兰通过一组或多组螺柱螺母可拆卸连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：管程出口接头设于壳体侧壁上而非连接在头盖上；操作人员可以自头盖处看见浮头出口接头与膨胀组件的连接部位，便于浮头出口接头与膨胀组件的组装和拆卸；通过呈弯折状的膨胀组件来连通浮头出口接头和设于壳体侧壁上的管程出口接头，可以将头盖拆卸，也可以将膨胀组件可自头盖处进入壳体，便于安装和拆卸，提高组装效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例一中单管程浮头式换热器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一中膨胀组件的结构示意图；

图3为本实用新型实施例二中单管程浮头式换热器的结构示意图。

具体实施方式

以下对本实用新型实施例作进一步详细描述。

实施例一

如图1和图2所示，为本实用新型的最佳实施例。本实施例中的单管程浮头式换热器，包括壳体1、头盖2、浮头管箱3和呈弯折状的膨胀组件4。其中壳体1为内部中空的管状体，头盖2连接于壳体1的一端，壳体1的另一端一般会连接尾盖或者后管箱，浮头管箱3和膨胀组件4整***于壳体1内部。

头盖2可拆卸地连接于壳体1一端。该壳体1的一端设有第五法兰13，头盖2内侧设有第六法兰21，且该第五法兰13和第六法兰21通过多组螺柱-双螺母可拆卸连接；本实施例中，头盖2呈空心半圆球筒形结构，在其他实施例中，该头盖2还可以是平盖。

浮头管箱3内部设有换热管，以供换热介质流通，浮头管箱3靠近头盖2的一端设有介质出口，该介质出口处连接有有浮头出口接头31，浮头出口接头31为第一法兰。

呈弯折状的膨胀组件4包括膨胀节42和弯管41，膨胀节42的第一端设有与第一法兰配合连接的第二法兰43，第一法兰和第二法兰43通过多组螺柱-双螺母可拆卸连接，从而使膨胀节42的第一端与浮头出口接头31可拆卸连通。弯管41为入口和出口之间呈90度夹角的弯管，且该弯管41的入口与膨胀节42的第二端焊接；弯管41的出口处设有第三法兰44，管程出口接头11的入口设有第四法兰12，该第四法兰12与第三法兰44通过多组螺柱-双螺母结构可拆卸连接，从而使膨胀节42的第二端与管程出口接头11的入口通过弯管41连通，进而使浮头出口接头31和管程出口接头11的入口通过膨胀组件4连通。

本实施例中，第二法兰43和第三法兰44为松套法兰，从而使膨胀组件4能相对于浮头出口接头31、管程出口接头11小幅转动，以便于调整第一法兰与第二法兰43、以及第三法兰44与第四法兰12的相对位置，确保第一法兰与第二法兰43的密封面平行，第三法兰44与第四法兰12的密封面平行，保证密封面的可靠性，还能够避免膨胀节42因强行组装而发生扭转，有效保护膨胀节42。由于膨胀节42的第一端与浮头出口接头31可拆卸连接，管程出口接头11的入口与弯管41的出口可拆卸连接，使得整个膨胀组件4可拆卸，从而便于对膨胀节42进行维修或者更换。

本实施例中的单管程浮头式换热器组装时，先使头盖2为打开状态，此时可将膨胀组件4推入至壳体1内，然后将第一法兰和第二法兰43通过多组螺柱-双螺母进行连接相连，并将第四法兰12与第三法兰44通过螺柱-双螺母结构进行连接。第二法兰43为松套法兰，组装过程中，膨胀组件4可以绕第二法兰43的轴线小幅转动，以调整连接第三法兰44与第四法兰12的相对位置，无需强行扭转膨胀节42即可保证连接第三法兰44和第四法兰12的密封面平行，达到既确保密封可靠，又有效保护膨胀节42的目的。第三法兰44为松套法兰，而第四法兰12通过管程出口接头11与壳体1连为一体，因此可以通过小幅转动连接第三法兰44的法兰盘，确保连接第三法兰44与第四法兰12的螺栓孔不错位，保证法兰连接的可靠性，安装方便。

安装完毕后，无需安装头盖2，保持壳程敞开状态，可单独对管程进行水压试验，操作人员可方便地检查各连接接头的严密性。水压试验合格后，再将头盖2与壳体1通过螺栓-螺母连接。

换热器的拆卸顺序与安装顺序相反。

在组装壳体1、膨胀组件4、浮头管箱3时，拆卸头盖2使膨胀组件4与浮头出口接头31和/或管程出口接头11的连接处处于可见位置，在整个管程水压试验过程中，操作人员可以检查所有连接接头的可靠性。

实施例二

如图3所示，为本实用新型另一个优选实施例，与实施例1的区别在于：壳体1与头盖2之间通过焊接连接，并在头盖2上设置人孔22，人孔22的大小满足膨胀组件4能够自人孔22自由进出壳体1。

Claims (10)

1.一种单管程浮头式换热器，包括

壳体(1)；

头盖(2)，连接于壳体(1)的一端；

浮头管箱(3)，内部设有换热管，所述浮头管箱(3)整体设于壳体(1)内部，浮头管箱(3)靠近头盖(2)的一端设有介质出口；

浮头出口接头(31)，连接在浮头管箱(3)的介质出口处；

其特征在于：所述壳体(1)靠近头盖一侧的周壁密封连接有管程出口接头(11)，管程出口接头(11)的入口设置在壳体(1)内，管程出口接头(11)的出口设置在壳体(1)外；

该单管程浮头式换热器还包括有呈弯折状的膨胀组件(4)，该膨胀组件(4)的一端通过与浮头出口接头(31)可拆卸连接，所述膨胀组件(4)的另一端与管程出口接头(11)的入口可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的单管程浮头式换热器，其特征在于：所述膨胀组件(4)包括与管程出口接头(11)的入口连通的弯管(41)。

3.根据权利要求2所述的单管程浮头式换热器，其特征在于：所述弯管(41)为入口和出口之间呈90度夹角的弯管。

4.根据权利要求2所述的单管程浮头式换热器，其特征在于：所述膨胀组件(4)还包括连通浮头出口接头(31)和弯管(41)的膨胀节(42)。

5.根据权利要求2所述的单管程浮头式换热器，其特征在于：所述膨胀组件(4)的进口和出口相垂直。

6.根据权利要求1所述的单管程浮头式换热器，其特征在于：所述浮头出口接头(31)为第一法兰，所述膨胀组件(4)的一端设有第二法兰(43)，第一法兰和第二法兰(43)通过一组或多组螺柱螺母可拆卸连接；所述膨胀组件(4)的另一端设有第三法兰(44)，所述管程出口接头(11)的入口处设有第四法兰(12)，第三法兰(44)和第四法兰(12)也通过一组或多组螺柱螺母可拆卸连接。

7.根据权利要求6所述的单管程浮头式换热器，其特征在于：所述第二法兰(43)和/或第三法兰(44)为松套法兰。

8.根据权利要求1所述的单管程浮头式换热器，其特征在于：所述头盖(2)焊接在壳体(1)一端；所述头盖(2)上设置人孔(22)，人孔(22)的大小满足膨胀组件(4)能够自人孔(22)自由进出壳体(1)。

9.根据权利要求1所述的单管程浮头式换热器，其特征在于：所述头盖(2)可拆卸地连接在壳体(1)一端。

10.根据权利要求9所述的单管程浮头式换热器，其特征在于：所述壳体(1)的一端设有第五法兰(13)，所述头盖(2)内侧设有第六法兰(21)，且该第五法兰(13)和第六法兰(21)通过一组或多组螺柱螺母可拆卸连接。