八管程浮头热交换器的制作方法

本实用新型涉及一种用于石油、化工、煤化工和电力等行业的浮头式热交换器，具体涉及一种用于能源领域中的八管程浮头热交换器。

背景技术：

在石油、化工、煤化工和电力等行业浮头式热交换器是应用非常广泛的一种热交换设备。浮头式热交换器的一端为管板与管壳设备法兰通过螺栓固定，另一端可在壳体内自由浮动，称之为浮头端，传统浮头端结构包括浮头管板、钩圈、浮头法兰、浮头垫片、浮头螺栓、拱盖等零部件，该结构具有以下特点：a浮头端为可拆结构，管束可以抽出，方便管束及设备的检修、清洗；b介质间温差不受限制，壳体和管束对温度引起的膨胀是独立变形的，不会产生热应力；c可在较高温、高压下工作；d可用于结垢比较严重的场合；e可用于管程易腐蚀场合。但浮头式热交换器也有以下缺陷：1浮头端部易发生介质内漏；2结构复杂，由于浮头端部结构空间的要求，需要增大壳体直径，设置外头盖并配置设备法兰，因此金属材料耗量大，与U型管热交换器相比成本高出20％左右，同时其安装、检修及维护成本也较高。

浮头式热交换器管程和壳程之间通过浮头法兰与管板间的浮头垫片实现密封，浮头垫片的密封压力由浮头螺栓施加，该密封结构产生的偏心载荷较大，当操作中温度、压力出现波动时，浮头垫片上的密封压力也会出现较大波动，造成浮头垫片表面密封压力不足或垫片失效，引起介质内部泄漏，严重时导致停工，影响正常生产。尤其当热交换器设计条件苛刻，设备规格较大时，浮头端部会产生很大的偏心载荷，更加难以保证管程密封。

随着浮头式热交换器的设计、制造技术的发展，并结合长期以来的使用经验，为提高浮头式热交换器的可靠性和适应性，对浮头端部进行了很多的结构优化改进，尤其钩圈对保证浮头端的密封、防止介质间的串漏起着重要作用，钩圈的结构形式得到了不断的改进和完善，但由于这些结构改进是局部完善，浮头端部的基础结构型式扔维持不变，因此并没有从根本上杜绝介质内漏现象的产生。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种八管程浮头热交换器，完全更改了传统浮头热交换器管箱内的浮头端部结构，使该浮头端部密封性能更加可靠、结构更简单、制造成本大幅降低、安装及检修更为方便，适用于低、中、高温度及压力的工况；适用于温度及压力波动较大的工况；满足了不允许介质内漏的要求。

本实用新型所述的八管程浮头热交换器，包括顺次连接的管箱、壳程部分、头盖部分，以及设置在所述壳程内的管束，所述管箱包括顺次连接的管箱封头、筒体短节以及管箱设备法兰；所述壳程部分包括第一壳程设备法兰、壳程筒体以及第二壳程设备法兰；所述管束包括固定管板、换热管、浮动管板、管束短节以及管束封头；所述固定管板的左端设置隔流装置，隔流装置位于管束的左端，所述隔流装置包括竖向分隔板，竖向分隔板位于中心位置，将管箱分为左右两部分，竖向分隔板的左下方设置左下横向分隔板，竖向分隔板的左上方设置左上横向分隔板，竖向分隔板的右侧设置右侧横向分隔板，所述左下横向分隔板、左上横向分隔板以及右侧横向分隔板均与竖向分隔板垂直设置，并将管箱分为相互分隔的五部分；所述管束短节的内部设置分程结构，分程结构包括分程支架，分程支架依次设置自上向下分布的三节分程隔板，分程支架的右侧分别依次扣合三组分程盖板，所述分程结构将管束的右腔室分为四部分。

优选的，所述头盖部分包括头盖设备法兰、头盖短节以及头盖封头，所述第二壳程设备法兰与所述头盖设备法兰配对连接。

优选的，管箱设备法兰与所述第一壳程设备法兰配对连接，所述固定管板位于所述管箱设备法兰与第一壳程设备法兰之间。

优选的，管箱设备法兰、固定管板与第一壳程设备法兰之间采用螺栓、螺母、第一垫片夹持连接；第二壳程设备法兰与所述头盖设备法兰之间采用螺栓、螺母、第二垫片连接配对相接。

优选的，换热管的两端分别与所述固定管板和浮动管板连接。

优选的，浮动管板、管束短节、管束封头相焊在一起构成浮动端管程侧，所述管束封头上开设出入孔装置。

优选的，浮动管板与管束短节采用全焊透结构，所述管束短节顶部设置排气孔，底部设置排液孔。

优选的，管束封头上出入孔装置为凸缘法兰结构或者普通人孔结构，及其他类似能够方便人员进出同时又能保证密封要求的结构。

管束封头为椭圆形、蝶形、球形或锥形封头形式；所述管束封头与浮动管板直接相焊接。

优选的，所述分程隔板分别与管束短节以及分程支架焊接；分程隔板与浮动管板采用垫片连接，或者采用焊接方式连接，分程支架与分程盖板之间通过密封垫片进行密封，分程盖板应根据管束封头出入孔装置大小进行分块设计，保证其能通过出入孔装置进行拆装。

优选的，排气孔和排液孔采用管塞或丝堵密封结构。

本发明具有以下优点：

1本实用新型热交换器与传统的浮头热交换器相比，取消了钩圈、浮头法兰，将外头盖取消，改为头盖装置便于检查检修管束浮头端。改变了浮头管板的连接方式，即将所述短节或封头直接与管板相焊；这些设计简化了浮头热交换器结构，降低了设备制造成本，也使得安装、检修更为方便。

2本实用新型热交换器极大降低了浮头热交换器发生介质内漏的风险，同时保留了传统浮头换热器的优点，尤其适用于操作工况苛刻，同时对于密封要求较高的大直径浮头热交换器。

3实现了八管程换热，满足了多种工艺和生产的需求。

附图说明

图1是本实用新型热交换器的结构示意图；

图2是本实用新型分程结构示意图；

图3是本实用新型图2中B-B面剖视图；

图4是本实用新型分程支架结构示意图；

图5是本实用新型分程盖板结构示意图；

图6是本实用新型图2中A-A面剖视图；

图7是本实用新型热交换器去除头盖部分的结构示意图。

图中：1-管箱封头，2-筒体短节，3-管箱设备法兰，4-第一垫片，5-固定管板，6-第一壳程设备法兰，7-壳程筒体，8-换热管，9-浮动管板，10-管束短节，11-排气孔，12-管束封头，13-出入孔装置，14-头盖封头，15-分程结构，16-头盖短节，17-头盖设备法兰，18-第二垫片，19-第二壳程设备法兰，20-分程隔板，21-分程支架，22-密封垫片，23-分程盖板,24- 竖向分隔板，25-右侧横向分隔板，26-左下横向分隔板，27-左上横向分隔板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

如图1-7所示，本实用新型所述的八管程浮头热交换器，包括顺次连接的管箱、壳程部分、头盖部分，以及设置在所述壳程内的管束，所述管箱包括顺次连接的管箱封头1、筒体短节2以及管箱设备法兰3；所述壳程部分包括第一壳程设备法兰6、壳程筒体7以及第二壳程设备法兰19；所述管束包括固定管板5、换热管8、浮动管板9、管束短节10以及管束封头12，换热管8的两端分别与所述固定管板5和浮动管板9连接，浮动管板9、管束短节10、管束封头12相焊在一起构成浮动端管程侧，所述管束封头12上开设出入孔装置13，出入孔装置13为凸缘法兰结构或者普通人孔结构，及其他类似能够方便人员进出同时又能保证密封要求的结构；所述头盖部分包括头盖设备法兰17、头盖短节16以及头盖封头14，所述第二壳程设备法兰19与所述头盖设备法兰17配对连接；所述固定管板5的左端设置隔流装置，隔流装置位于管束的左端，所述隔流装置包括竖向分隔板24，竖向分隔板24位于中心位置，将管箱分为左右两部分，竖向分隔板24的左下方设置左下横向分隔板26，竖向分隔板24 的左上方设置左上横向分隔板27，竖向分隔板24的右侧设置右侧横向分隔板25，所述左下横向分隔板26、左上横向分隔板27以及右侧横向分隔板25均与竖向分隔板24垂直设置，并将管箱分为相互分隔的五部分，具体的为左上管程、左中管程、左下管程、右上管程、右下管程五部分；所述管束短节10的内部设置分程结构15，分程结构15包括分程支架21，分程支架21依次设置自上向下分布的三节分程隔板20，分程支架21的右侧分别依次扣合三组分程盖板23，所述分程结构15将管束的右腔室分为四部分，自上向下依次分为上部、中上部、中下部、下部四部分。

其中，管箱设备法兰3与所述第一壳程设备法兰6配对连接，所述固定管板5位于所述管箱设备法兰3与第一壳程设备法兰6之间，具体的，管箱设备法兰3、固定管板5与第一壳程设备法兰6之间采用螺栓、螺母、第一垫片4夹持连接；第二壳程设备法兰19与所述头盖设备法兰17之间采用螺栓、螺母、第二垫片18连接配对相接。另外，浮动管板9与管束短节10采用全焊透结构，所述管束短节10顶部设置排气孔11，底部设置排液孔，排气孔11 和排液孔采用管塞或丝堵密封结构。管束封头12为椭圆形、蝶形、球形或锥形封头形式；所述管束封头12与浮动管板9直接相焊接。

另外，所述分程隔板20分别与管束短节10以及分程支架21焊接；分程隔板20与浮动管板9采用垫片连接，或者采用焊接方式连接，分程盖板23扣盖在分程支架21的右侧，分程支架21与分程盖板23之间通过密封垫片22进行密封，分程盖板23应根据管束封头12 出入孔装置13大小进行分块设计，保证其能通过出入孔装置13进行拆装。

八管程分程结构15有多种结构形式，本发明只是其中的一种；各八管程分程结构15原理是相同的，只是根据具体分程形式对隔流装置和分程结构15的结构形状等作相应调整。

本实用新型介质的具体分程流程：

隔流装置的左下管程→管束→分程结构15的下部换流→管束→隔流装置的右下管程换流→管束→分程结构15的中下部换流→管束→隔流装置的左中管程换流→管束→分程结构 15的中上部换流→管束→隔流装置的右上管程换流→管束→分程结构15的上部换流→隔流装置的左上管程流出。