[实用新型]固定管板式预应力换热器

说明书

技术领域：

本实用新型属于流动介质传热领域，具体地说是一种适用于管壳程温差较大的固定管板式预应力换热器。

背景技术：

固定管板式换热器是应用非常广泛的列管式换热器。由于制造环境温度和工作温度不同，筒体、管板及换热管在温差下会产生热膨胀变形差。因管板与筒体和换热管连成一体，为协调两者的变形差，则膨胀量大的材料产生压缩变形，以缩短其自由膨胀的尺寸；膨胀量小的材料产生拉伸变形，以延长其自由膨胀尺寸，从而使筒体及换热管间出现温差应力。

为解决固定管板式换热器的温差应力，传统的常用方法是在筒体上增加弹性膨胀节或采用浮头式、填料函式及U型管式换热器结构，这些结构的改进在消除温差应力方面有着重要的作用，但是由于结构复杂，导致可能发生泄露、结构不紧凑等缺点，从而降低了换热器的稳定性。

实用新型内容：

本实用新型的目的是为了克服现有固定管板式换热器的不足，提供一种能缓解工作时的温差应力，同时避免停车时出现危险受力状态，提高使用寿命和可靠性的固定管板式预应力换热器。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型固定管板式预应力换热器，包括筒体，带分别位于筒体两端与筒体连接的管板及换热管的管束组件，分别与两管板连接的带接管的管箱，其特征是筒体上有环焊缝，两管板处分别有与之连接的加载环，加载环上有支承鞍座，工作时，支承鞍座安装固定于基础上。

上述的加载环与管板通过螺栓连接，折装方便。

上述的加载环上有与之成一体的加强筒节，增加刚度。

在换热器筒体上有一条环焊缝，通过加载环给管束组件整体施加轴向预应力，在换热器筒体内引入与温差应力相反的内应力，使换热器在工作状态时温差应力部分抵消或完全抵消，从而改善换热器在工作状态的应力状况，以提高换热器的使用寿命和可靠性。

本实用新型的优点：

1)系统地考虑了温差、压差以及各种约束条件，而且是直接控制预应力大小，方便制造，易于控制。可以在保持加载状态下对环焊缝进行局部热处理，降低环焊缝残余应力。

2)有效缓解工作时的温差应力。

3)由于支承鞍座连接在加载环上，加载环固定在管板上，避免了换热器在停车时因换热管收缩、筒体受压而导致筒体失稳，以及在换热管与管板连接区受相反的拉应力，出现新的更危险受力状态，提高使用寿命和可靠性。

附图说明：

图1为固定管板式预应力换热器示意图。

具体实施方式：

参见图1，由管板1，折流板2，换热管3，拉杆、定距管4组成的管束组件5位于筒体6中且其两管板分别位于筒体两端与筒体连接。带接管的两管箱7分别与两管板螺栓连接。在筒体上有环焊缝8。两加载环9分别通过螺栓10与两管板连接。两支承鞍座11、两加强筒节12分别与两加载环焊接为一体。工作时，支承鞍座安装在基础上。

制造本实用新型时，首先将管板与加载环(加载环与加强筒节焊接)用螺栓固定连接，随后将管束组件5组焊，在换热器筒体上预留一条环焊缝8，筒体两端与管板1焊接。然后固定一端加载环10，逐渐拉伸(或压缩)另一端加载环10，当拉伸力(或压缩力)达到预定值时，焊接预留环焊缝8，焊完后，保持外加载荷大小不变，对焊后的环焊缝8进行局部热处理，撤消外力，此时筒体受压。在换热器安装过程中，用上述加预应力方法使筒体保持无应力状态，固定支承鞍座。本实用新型换热器在停车状态下，换热管处于拉伸状态，筒体处于正常状态；在工作状态下，换热管膨胀而缓解拉力，甚至可能消除拉力。