[发明专利]一种列管式换热器管箱用密封垫

说明书

技术领域

本申请涉及装备工程中的列管式换热器管箱的密封技术，特别是涉及用于石油炼制与化工、煤化工、化肥工业、空调、空冷、电力设施的热交换节能设备专用的一种列管式换热器管箱用密封垫。

背景技术

现有技术中，列管式换热器是应用最为广泛的一种热交换器，广泛应用于化工、石油、医药、食品、轻工、冶金、焦化等领域中的“液——液”、“汽——汽”、“汽——液”热交换的对流传热，以及蒸汽冷凝和液体蒸发传热等换热冷凝流程。

现有技术中的列管式换热器，如图1所示，通常是由管束2、管壳3、管箱4等主要构件组成，其中，管束2是列管式换热器的核心构件，管束2通常由换热管、支持板（或者折流板）和管板5组成，成排的换热管通过支持板（或者折流板）支承，其两端穿进管板5的管孔中，并与管板5相连接，从而保证接头的密封性和强度。通过管束2与管箱4的隔板的组合，可以将换热管分成几个流程，以便介质在换热管内来回流动，从而能够延长换热流程，增加换热时间，充分地与管外的壳程介质换热。上述管板与管壳3和管箱4等通过焊接或者法兰螺栓加垫片的强制密封固定装配即得一台列管式换热器。

当换热管管内的热交换介质为冷介质，管外的热交换介质为强制对流的烟气时，则构成加热炉方式；当换热管管内的热交换介质为热介质，管外的热交换介质为强制对流的空气时，则构成冷却器方式；加热炉方式和冷却器方式均为热交换器的一种热交换方式。这种列管式换热器的制造工艺较为成熟，安全性能也较高，是换热设备中关键的能耗设备。

上述现有技术中的列管式换热器在应用到恶劣工况时，为了避免流程物料的泄漏，其进出口的接管10即便口径很小，通常设计成与管线直接对焊的方式，而不采用法兰连接的方式；同样，为了避免流程物料的泄漏，大口径的管板5与其两侧的管壳3和管箱4的圆筒体进行焊接，这样使得，管箱4的端部9就不能与管箱4的端盖7之间也采用焊接的方式，主要考虑到方便检修人员能从管箱4的端部9进去进行检测管头等修理工作。

随之，人们一直致力于管箱4的端部9与管箱4的端盖7之间除了不可拆的强度焊接连接之外的更好的密封结构的研究。其中球面膜密封6便是最新的一种有效结构。随着实践应用的深入，人们发现该结构本身也存在以下不利的问题：

第一，结构特殊，球形的弧面加工精度要求高。

第二，需要高水平的氩弧焊接，且是紧固螺柱8后的障碍焊，不能损伤管箱4的端部9与管箱4的端盖7。

第三，安装精度高。

    第四，拆卸不便，需要去除密封焊缝，边环属易损件，维护困难。

综上，复杂或庞大的换热器装配拆卸麻烦，维修不便。特别是装置大修期间，能缩短一天检修时间都能产生显著的经济效益。随着环境保护意识的增强，油品质量的提升需要采取更高温高压下的加氢工艺，氢的分子最小、是渗透性非常强的易燃易爆介质，原有的密封结构难以适应新的工艺和管理要求。

随之，人们研发了一种专用密封垫，如图2所示，该密封垫设置于管箱4的端部9与管箱4的端盖7之间，密封垫包括有设置于中间的球面弹性膜片61和沿所述球面弹性膜片61的外周侧设置的密封边环62，所述密封边环62夹紧于管箱的端部的一端面A设置为光滑平面，所述密封边环62夹紧于管箱的端盖的一端面B也设置为光滑平面，本领域的技术人员在考虑此处的密封时，仅是针对球面弹性膜片61的改进产生微量变形，以适应管箱内压波动或热膨胀，而考虑到密封的效果将其与管箱的端盖以及管箱的端部均设置为光滑平面，以减少它们之间的缝隙，避免泄漏。然而，正是由于这种技术偏见阻碍了该专用密封垫的进一步发展，因此，申请人继续结合传统列管式换热器密封存在的问题进行再次改进，研发一种结构简单、密封可靠性好、热效率高，同时拆装方便，便于整体进行装配，且节约能源的新型列管式换热器管箱用密封垫，在工程技术领域具有极为深远和重大的意义。

发明内容

本申请的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种结构简单、装拆方便、密封性能好，同时还能够降低整体制造成本的列管式换热器管箱用密封垫。

本申请的目的通过以下技术方案实现：

提供了一种列管式换热器管箱用密封垫，设置于管箱的端部与管箱的端盖之间，该密封垫包括有设置于中间的球面弹性膜片和沿所述球面弹性膜片的外周侧设置的密封边环，其中，所述密封边环夹紧于管箱的端部的一端面设置为具有凸和/或凹的粗糙面，所述密封边环夹紧于管箱的端盖的一端面设置为具有凸和/或凹的粗糙面。