[实用新型]空冷器管箱密封装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于石油、化工、煤化工和气体加工领域的空气冷却器(简称空冷器)管箱，具体地说涉及一种石油化工装置中的中高压空冷器管箱密封装置。

背景技术

空冷器在石油化工领域中广泛应用，大量采用丝堵式管箱结构。丝堵式空冷器包括出入口管、丝堵板、丝堵、顶板、底板、端板、管板、换热管及其散热翅片等部件。丝堵式空冷器因泄漏而导致火灾等安全事故时有发生，给企业带来较大经济损失。丝堵式空冷器泄漏产生的主要原因为：(1)丝堵板通常需要钻大量带有螺纹的工艺孔用于换热管与管板的焊接，管箱制造完毕后再用丝堵将所有的工艺孔堵死，使其承受介质压力而不能泄漏。丝堵板上的丝堵在拧紧过程中与丝堵垫片发生相对运动，对于承受中高压介质的管箱，必须施以极大的丝堵力去压紧丝堵垫片，破坏了丝堵垫片的表面质量而导致密封失效。同时丝堵上的密封面与丝堵轴线垂直度的制造偏差也常导致密封失效。(2)空冷器管箱在冷却介质腐蚀性较强时，会引起丝堵垫片和丝堵的功能失效。另外，换热管与管板的焊接接头是通过丝堵工艺孔来完成的，由于操作空间狭小，接头的焊接质量不能特别好地保证，在腐蚀介质作用下，焊接接头的缺陷位置就容易产生泄漏。

近年来，原油的劣质化使得石油化工装置中的高压空冷器腐蚀严重，导致空冷器面临管箱材质升级问题。目前国内外普遍采用整体提高管箱材质的方法，选择抗腐蚀性更好的高合金材料，但高合金材料不仅价格昂贵，增加大量设备投资，而且供货周期长。有时为节约成本，管箱基层采用低合金或者碳钢材料，复层采用高合金材料复合或堆焊，但由于丝堵式空冷器管箱六块板全为焊接结构，基层和复层的焊接质量都要保证，在焊接最后一块板时，只能在一面进行施焊，其焊接质量很难达到要求，尤其是复层的耐腐蚀性能会大大降低。

经检索与本实用新型相关的现有技术有：CN201149459Y、CN201034449Y、CN201034448Y、CN201093920Y、CN200952913Y、CN2335116Y和US5431858A等，但这些专利所涉及的结构和形状、以及解决问题的技术方案和理念都与本实用新型有本质上的不同。

实用新型内容

本实用新型提供了一种中高压空冷器管箱密封装置，用于解决丝堵式空冷器管箱在较高介质压力作用下容易泄漏的技术问题，适合于介质压力在4.0MPa～35.0MPa之间的中高压空冷器。

本实用新型提供的空冷器管箱密封装置，呈箱形，主要由盖板、顶板、两块端板、底板和管板构成，所述的盖板、顶板、底板和管板为长方形，两块端板为长方形或正方形，顶板、两块端板、底板和管板之间以焊接相连；该密封装置还包括欧米噶环密封板和长方形的欧米噶环密封盘，欧米噶环密封板和欧米噶环密封盘的四周外端均为半圆形欧米噶环；欧米噶环密封板为等厚长方形环，其四周内端与顶板、两块端板和底板的端部相焊接，欧米噶环密封盘置于欧米噶环密封板上并在两者最外端半圆形欧米噶环顶部四周相焊接；盖板盖在欧米噶环密封盘上面并通过螺柱与顶板、两块端板以及底板的端部相连接。

通过采用欧米噶环密封板和欧米噶环密封盘，避免了采用带丝堵工艺孔的丝堵板，解决了中高压丝堵式空冷器的丝堵泄露问题，同时欧米噶环密封盘上面的盖板可以起到承压作用。

作为进一步改进的方案，所述的欧米噶环密封盘包括厚壁部分和薄壁部分，厚壁部分为欧米噶环密封盘的四周边缘和中间区域，厚度为8mm～20mm；薄壁部分为欧米噶环密封盘的四周边缘和中间区域之外的区域，厚度为3mm～8mm；欧米噶环密封盘的材料为高合金不锈钢或镍基合金。顶板、两块端板和底板的端部和内部设有复层，端部的复层为堆焊层，内部的复层为复合层或堆焊层，其材料与欧米噶环密封盘相同或相近。欧米噶环密封板的材料同样与欧米噶环密封盘相同或相近。

欧米噶环密封盘的厚壁部分起刚性稳定作用，薄壁部分起柔性变形协调作用，欧米噶环密封盘与欧米噶环密封板在两者最外端半圆形欧米噶环顶部四周相焊接，由于材料均为高合金不锈钢或镍基合金从而起到硬密封的作用。

作为再进一步改进的方案，所述的管箱密封装置还包括设于顶板、两块端板和底板内部的定位框架、定位螺栓以及设于定位框架和欧米噶环密封盘之间的支架；定位框架、定位螺栓和支架的材料为高合金不锈钢或镍基合金。

所述支架用于定位欧米噶环密封盘的薄壁部分，定位螺栓用于定位框架的定位，支架、定位螺栓和定位框架的共同作用可使欧米噶环密封盘与盖板紧密贴合，防止欧米噶环密封盘受介质冲击而引起密封失效。