一种新型集合多套管快速拆装换热器的制作方法

本发明涉及一种新型套管换热器。特别是一种涉及化工、环保、冶金、能源、食品领域传热的换热器。尤其在粘度较高，含固体颗粒，流动性差，易堵塞的介质的预热和热回收中的换热应用。

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。

目前常用的换热器有：管式换热器（沉浸式换热器、喷淋式换热器、套管换热器、列管换热器）、板式换热器（夹套式换热器、螺旋板式换热器、平板式换热器）、翅片换热器（翅片管式换热器、板翅式换热器）、热管换热器。

本发明类属于管式换热器中的套管换热器。

套管式换热器是用两种尺寸不同的标准管连接而成同心圆套管，外面的叫壳程，内部的叫管程。两种不同介质可在壳程和管程内逆向流动(或同向)以达到换热的效果。以同心套管中的内管作为传热元件的换热器。两种不同直径的管子套在一起组成同心套管，每一段套管称为“一程”，程的内管（传热管）借u形肘管，而外管用短管依次连接成排，固定于支架上。热量通过内管管壁由一种流体传递给另一种流体。通常，热流体由上部引入，而冷流体则由下部引入。套管中外管的两端与内管用焊接或法兰连接。内管与u形肘管多用法兰连接，便于传热管的清洗和增减。每程传热管的有效长度取4～7米。这种换热器传热面积最高达18平方米，故适用于小容量换热。当内外管壁温差较大时，可在外管设置u形膨胀节或内外管间采用填料函滑动密封，以减小温差应力。管子可用钢、铸铁、铜、钛、陶瓷、玻璃等制成，若选材得当，它可用于腐蚀性介质的换热。

套管换热器主要应用于化工的聚酯工业、冶金矿浆工业、环保固废处理、能源热回收、风管散热等领域。

传统套管换热器主要存在的不足：

1.检修、清洗和拆卸困难，在可拆连接处容易造成泄漏。

2.套管式换热器大多是内管中不允许有焊接，因为焊接会造成受热膨胀开裂，而套管式换热器大多数为了节省空间选择，弯制，盘制成蛇管形态，故有较多特殊的耐腐蚀材料无法正常生产。

3.占地面积大，单位传热面积消耗金属量大。

技术实现要素：

为了解决传统套管换热器的不足，本发明一种新型集合多套管快速拆装换热器，在保留其结构简单、耐高压、传热面积增减方便、纯逆流、换热系数高的优点外，还具有内外管程均可走含固流体；不易堵塞；相同介质可以直接换热，减少热损失；密封性好；制造简单、拆装、清洗维护简单、维护成本低的优点。

本发明解决技术问题所用的技术方案是：

一种新型集合多套管快速拆装换热器，它的结构主要由内管程、外管程、内管箱、外管箱、填料函密封结构、外管定位板、支座组成。

七个主要结构中：

1）内管程：采用标准换热管，管外设翅片做活动支撑，与外管程可自由活动。

2）外管程：采用标准换热管，与外管管箱焊接固定。

3）内管箱：采用标准筒体加封头焊接而成；与外管箱管板采用法兰连接；将多程套管内管程集合成单个换热器。

4）外管箱：采用标准筒体加带法兰连接件的管板焊接而成；与外管采用焊接固定；内管程直接穿过外管箱，连接到内管管板上。

5）填料函密封结构：采用独立填料函结构；填料函与外管箱管板焊接；压盖设定位挡块，限制内管移动范围；压盖与填料底盒采用螺栓连接，压紧密封。

6）外管定位板：采用圆形钢板，按照外管数量和布置开口，与外管焊接固定。

7）支座：采用标准支座，与外管定位板连接固定。

采用标准件组合，制作工艺简单、结构简单耐用，拆装清洗维护简单、维护成本低。采用多套管，双头内外四管箱设置，使多组单套管集合成多套管换热器，结构紧凑、占地面积小。内外管箱与管板采用法兰连接、内外管程采用填料函密封、内管程外壁分段采用倾角翅片与外管程内壁支撑，保留活动缝隙；可以快速拆解换热器、抽出内管程进行维修、更换清洗配件，减少维护成本和维修时间。同时解决内外管程温差引起的热应力问题、难于维修、清洗问题和单套管换热器因无支撑长度较短，而传热面积有限的问题。填料函在内管箱管板上固定，由内外管箱保护，介质不会泄露到外界、密封性好。采用独立填料函，压盖螺栓不与管板直接接触固定，解决了管板阴螺纹损坏导致管板报废问题，提高了使用寿命。

附图说明

图1为本发明一种新型集合多套管快速拆装换热器的结构示意图。

图2为本发明一种新型集合多套管快速拆装换热器的剖面内管板示意图。

图3为本发明一种新型集合多套管快速拆装换热器的剖面外管板示意图。

图4为本发明一种新型集合多套管快速拆装换热器的内管的填料函密封结构放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图和对本发明进一步详细说明。

如图1所示，图1是本发明的示意图。包括1-内管箱；2-外管箱；3-内管程；4-外管程；5-填料函密封结构；6-外管定位板；7-支座；8-支撑翅片；9-压盖定位挡块；10、11-内管程进出管口；12、13-外管程进出管口；14-排净口；15-排气口；16-内管箱法兰；17-外管箱法兰1兼内管管板；18-外管箱法兰2；19-外管箱管板；20-法兰连接紧固件及垫片。

工作时，内管程介质由10-管口流进经1-内管箱分配进入各内管程；与各外管程独立换热后，经另一端内管箱集合，由11-管口流出，完成换热。外管程介质由12-管口流进经2-外管箱分配进入各外管程；与各内管程独立换热后，经另一端外管箱集合，由13-管口流出，完成换热。内外管箱由17-外管箱法兰1兼内管管板，采用5-填料函密封结构分开。换热介质由内外管箱分配分别进入各内外管程；各内外管程结构形成独立套管换热器，独立完成换热过程；各内外管程完成换热后由内外管箱集合后离开换热器。14-排净口在试压、检修时起排净作用；15-排气口在试压、检修时起排气作用。9-压盖定位挡块起限制限制内管移动范围，阻止内管程一端滑动脱落出5-填料函密封结构。

维修快速拆解时，拆离10、11-内管程进出管口和12、13-外管程进出管口与系统管道的连接。拆离16-内管箱法兰与17-外管箱法兰1兼内管管板的20-法兰连接紧固件及垫片；将1-内管箱拆离设备。此时3-内管程与5-填料函密封结构已经露出，在不需要后续检修清洗时，可以直接维护5-填料函密封结构与清洗3-内管程内壁。拆离5-填料函密封结构的压盖和填料；抽出3-内管程一段距离；拆离18-外管箱法兰与19-外管箱管板的20-法兰连接紧固件及垫片，将2-外管箱拆离换热器，同时完全抽出3-内管程。此时，换热器全部拆解完毕；3-内管程已经抽出，4-外管程完全暴露；可以对换热的所有组件进行全面的维护、更换、清洗、除垢。

组装时，将各3-内管程分别装入4-外管程中；将换热器其中一端的2-外管箱装入换热器，用20-法兰连接紧固件及垫片将18-外管箱法兰与19-外管箱管板固定；在17-外管箱法兰1兼内管管板上装入各内管的5-填料函密封结构，加入填料，锁紧压盖，固定好3-内管程。同样装好换热器的另一端。将换热器两端的1-内管箱装入，用20-法兰连接紧固件及垫片将16-内管箱法兰与17-外管箱法兰1兼内管管板固定。此时换热器组装完毕。对整个换热器进行试压，试压合格后，将10、11-内管程进出管口、12、13-外管程进出管口与系统管道的连接，换热器投入使用。