专利名称：薄管板分段冷却阳极保护不锈钢管壳式浓硫酸冷却器的制作方法
技术领域：
本发明涉及化工机械设备，特指一种薄管板分段冷却阳极保护不锈钢管壳式浓硫
酸冷却器。
背景技术：
目前硫酸生产系统中所使用的"阳极保护不锈钢管壳式浓硫酸冷却器"是一种固 定管板式换热器，如图l所示。它是由壳程和管程组成，壳程走浓硫酸、流经由进口酸管、出 口酸管、带法兰的左管板酸侧、带法兰的右管板酸侧、壳程筒体内侧、换热管束管间和折流 板所组成的酸流道，它们的材质均为不锈钢。管程走冷却水，流经由进口水管、出口水管、左 水箱平盖水侧、右水箱平盖水侧、左水箱筒体内侧、右水箱筒体内侧、带法兰的左管板水侧、 带法兰的右管板水侧和换热管束管内侧所组成的水流道，它们的材质除后三者为不锈钢外 其它均为碳钢。热浓硫酸的冷却是这样进行的，从干燥塔底流出来的干燥酸或吸收塔底流 出来的吸收酸，流经冷却器的壳程，与换热管束管外壁流动接触，把热量传递给换热管束管 外壁，使热浓硫酸的酸温降低至符合干燥工艺或吸收工艺的要求，再送至干燥塔或吸收塔， 作为干燥或吸收操作使用，如此反复进行。由凉水塔送来的冷却水，流经冷却器的管程，与 换热管束管内壁流动接触，把换热管束管外壁经管壁传来的热量吸收，使水温升高，再送往 凉水塔降温后，返回冷却器再作为冷却用水，如此反复进行。 这种浓硫酸冷却器的换热管壁很薄，在没有采取任何保护措施的情况下，运行约 半年就被腐蚀穿漏，但当采用阳极保护技术对壳程与浓硫酸接触的不锈钢表面进行保护以 后，换热管的使用寿命可以提高约20倍，这样冷却器就成为"阳极保护不锈钢管壳式浓硫 酸冷却器"了。这种浓硫酸冷却器的使用寿命长，运行安全可靠，对保证硫酸生产的正常运 行起到了重要的保证作用。但是，还存在如下问题当换热管被腐蚀穿漏而使浓硫酸冷却器 报废的时候，比换热管厚15倍以上，还能使用多年的带法兰的管板也一同被报废，这是一 种较大的损失。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的薄管板分段冷却阳极保护不锈钢管壳式浓硫酸 冷却器，以解决传统的浓硫酸冷却器存在的大量使用不锈钢，导致的浓硫酸冷却器的设备 投资费用高和报废损失大等技术问题。 本发明所述的薄管板分段冷却阳极保护不锈钢管壳式浓硫酸冷却器，它是由壳 程，管程和阳极保护部件所组成一个独立的运行单元，所述壳程的筒体两端连接有属于管 程部分的水箱筒体；在位于壳程的筒体两端内壁，通过焊接固定管板，形成固定换热管束及 壳程两端的密封装置；所述管板位于壳程的筒体两端内壁的外沿内侧，所述壳程的筒体与 水箱筒体采用焊接密封连接；由上述的两个或若干个独立的运行单元串联，按温度的高低， 分成单个或多个数量相等或不等的高温段、低温段运行系统。 所述各个串联独立的运行单元的壳程长度根据需要设置成不同的长度。
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所述的管板采用十几毫米厚度的薄管板。 本发明的优点和积极效果1、用薄管板替代普通带法兰的管板，可以节约 70-80%的不锈钢材料和相应的加工费；2、壳程筒体和水箱筒体采用焊接连接替法兰连接， 可以节约两个碳钢法兰和相应的加工费；3、多台分高、低温段的冷却系统，高温段的运行单 元较其他段的运行单元易提前损坏报废，仅需单独更换该段的运行单元即可，因此降低了 报废成本。
图1是传统的阳极保护不锈钢管壳式浓硫酸冷却器。 图2是本发明的薄管板阳极保护不锈钢管壳式浓硫酸冷却器。 图3是本发明多段串联系统的连接结构示意图。
具体实施例方式
本发明的具体实施方式
参见附图。 本发明是由壳程，管程和阳极保护部件所组成，壳程走浓硫酸，流经由进口酸管、 出口酸管、左薄管板酸侧、右薄管板酸侧、壳程筒体内侧、换热管束管间和折流板所组成的 酸流道，它们的材质均为不锈钢。管程走冷却水，流经由进口水管、出口水管、左水箱平盖水 侧、右水箱平盖水侧、左水箱筒体内侧、右水箱筒体内侧、左薄管板水测、右薄管板水侧和换 热管束管内侧所组成的水流道，以及布置在壳侧的阳极保护部件，它们的材质除后四者为 不锈钢外其它均为碳钢。 图1是目前硫酸生产系统中所使用的"阳极保护不锈钢管壳式浓硫酸冷却器"的 结构示意图。它是由壳程、管程和阳极保护系统所组成。壳程走浓硫酸流经由进口酸管52， 出口酸管51、带法兰的左管板41酸侧，带法兰的右管板42酸侧、壳程筒体60内侧，换热管 束80管间和折流板111组成的浓硫酸流道，加上置于壳程中的阳极保护装置101、102，它们 的材质均为不锈钢。管程走冷却水，流经由进口水管31、出口水管32、左水箱平盖11水侧、 右水箱平盖12水侧、左水箱筒体71内侧，右水箱筒体72内侧，带法兰的左管板41水侧、带 法兰的右管板42水侧和换热管束80管内侧组成的水流道，它们的材质除后三者为不锈钢 外其他均为碳钢，与浓硫酸和水均不接触的左水箱法兰21、23和右水箱法兰22、24的材质 均为碳钢。 图2是本发明所设计的适用于干燥酸和普通吸收酸的一种"薄管板阳极保护不锈 钢管壳式浓硫酸冷却器"的结构示意图。它是由壳程、管程和阳极保护系统所组成，壳程走 浓硫酸，流经进口酸管52、出口酸管51、左薄管板91酸侧、右薄管板92酸侧、壳程筒体60 内侧、换热管束80管间和折流板111组成的浓硫酸流道，加上置于壳程中的阳极保护装置 101、102，它们的材质均为不锈钢。管程走冷却水，流经由进口水管31、出口水管32、左水箱 平盖11水侧、右水箱平盖12水侧、左水箱筒体71内侧、右水箱筒体72内侧、左薄管板91 水侧、右薄管板92水侧和换热管束80管内侧组成的水流道，它们的材质除后三者为不锈钢 外其他均为碳钢。与浓硫酸和水均不接触的左水箱法兰21和右水箱法兰22的材质均为碳 钢。 本发明新设计以节约不锈钢材料和碳钢材料的技术方案如下
1.新设计采用十几毫米左右厚度的薄管板91、92代替带法兰的普通管板41、42， 并将薄管板91、92焊入壳程筒体60两端内壁内，所述薄管板位于壳程的筒体60两端内壁 的外沿内，预留出的外沿部分供与水箱筒体71、72对焊连接。薄管板91、92用不锈钢的重 量仅为带法兰的普通管板41 、42所用的不锈钢重的20-30% ，可以节约70-80%的不锈钢材 料和相应的加工费。 2.新设计将壳程筒体60与水箱筒体71、72的连接方式由左水箱法兰23和左管板
法兰41、右水箱法兰24和右管板法兰42的螺栓紧固连接改为壳程筒体60与水箱筒体71、
72直接焊接连接，可以节约两个水箱法兰23、24材料和相应的加工费。 本发明组成串联系统时，按温度的高、低分割为高温段、低温段，两段等长或不等
长。高温段和低温段可以仅由两台串联构成，参见图3的连接结构。在更高温的情况下，若
高温段和低温段有足够的长度，则还可以将高温段和低温段再由多台独立运行单元串联后
使用。所述各个串联独立的运行单元的壳程长度根据需要设置成不同的长度。
权利要求
一种薄管板分段冷却阳极保护不锈钢管壳式浓硫酸冷却器，它是由壳程，管程和阳极保护部件所组成一个独立的运行单元，所述壳程的筒体两端连接有属于管程部分的水箱筒体；其特征在于在位于壳程的筒体两端内壁，通过焊接固定管板，形成固定换热管束及壳程两端的密封装置；所述管板位于壳程的筒体两端内壁的外沿内侧，所述壳程的筒体与水箱筒体采用焊接密封连接；由上述的两个或若干个独立的运行单元串联，按温度的高低，分成单个或多个数量相等或不等的高温段、低温段运行系统。
2. 如权利要求1所述的一种所述的薄管板分段冷却阳极保护不锈钢管壳式浓硫酸冷 却器，其特征在于所述各个串联独立的运行单元的壳程长度根据需要设置成不同的长度。
3. 如权利要求1所述的一种所述的薄管板分段冷却阳极保护不锈钢管壳式浓硫酸冷 却器，其特征在于管板采用十几毫米厚度的薄管板。
全文摘要
本发明公开了一种薄管板分段冷却阳极保护不锈钢管壳式浓硫酸冷却器，它是由壳程，管程和阳极保护部件所组成一个独立的运行单元，所述壳程的筒体两端连接有属于管程部分的水箱筒体；其特征在于在位于壳程的筒体两端内壁，通过焊接固定管板，形成固定换热管束及壳程两端的密封装置；所述管板位于壳程的筒体两端内壁的外沿内侧，所述壳程的筒体与水箱筒体采用焊接密封连接；由上述的两个或若干个独立的运行单元串联，按温度的高低，分成单个或多个数量相等或不等的高温段、低温段运行系统。本发明可以解决传统的浓硫酸冷却器存在的大量使用不锈钢，导致的浓硫酸冷却器的设备投资费用高和报废损失大等技术问题。
文档编号F28D7/16GK101706219SQ20091022378
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月19日 优先权日2009年11月19日
发明者王淑贞, 龙学义 申请人:龙学义