[实用新型]一种内置膨胀节的单管程式换热器

说明书

一种内置膨胀节的单管程式换热器，包括管箱，所述管箱包括第二管程组件，在第二管程组件顶端可拆卸地连接有第一管程组件，在第一管程组件的顶端可拆卸地连接有第三管程组件；所述第三管程组件竖直贯穿壳体后，其侧壁与壳体焊接为一体；所述第一管程组件包括沿管箱轴向上设置的膨胀节；所述第二管程组件包括有与换热管连接的管板。该换热器在管程和壳程介质温差大、操作压力高，且介质易挥发、易爆有毒、易结焦的操作工况下，仍然具有结构简单、方便拆卸进行机械清洗、密封性能好且制造成本低的优势。

技术领域

本发明涉及内置膨胀节的单管程式换热器。

背景技术

在石油化工行业中，管壳式换热器是一种最常见且传统的换热器类型，其具有结构牢固、易于制造、处理量大、适用于高温高压工况的优点。管壳式换热器的类型可以分为：固定管板式、浮头式、填料函式以及U形管式。以上四种类型的管壳式换热器均存在有缺陷：1、填料函式换热器的管束和壳体之间有较大的环隙空间，这会使管束间的流体易于从环隙空间流过，减少从管束内部流过，造成流体“短路”；2、浮头式换热器的结构复杂，制造难度较大，制造成本高；3、固定管板式换热器内的两端管板均使用焊接的方法固定在壳体上，不易拆卸，导致壳程侧不能采用机械清洗的方法，容易结构，因而需要对壳程中的工作介质进行较为严格的杂质含量控制；4、U形管式换热器中的换热管的管内清洗十分困难，因而只能通入较清洁的介质，适用介质范围窄。

发明内容

本发明旨在提供一种在管程和壳程介质温差大、操作压力高，且介质易挥发、易爆有毒、易结焦的操作工况下，仍然具有结构简单、方便拆卸进行机械清洗、密封性能好且制造成本低的内置膨胀节的单管程式换热器。

本发明所述的一种内置膨胀节的单管程式换热器，包括管箱，所述管箱包括第二管程组件，在第二管程组件顶端可拆卸地连接有第一管程组件，在第一管程组件的顶端可拆卸地连接有第三管程组件；所述第三管程组件竖直贯穿壳体后，其侧壁与壳体焊接为一体；所述第一管程组件包括沿管箱轴向上设置的膨胀节；所述第二管程组件包括有与换热管连接的管板。

本发明所述的一内置膨胀节的单管程式换热器，通过在壳体内部的管程组件上设置膨胀节，可以使管程的传热面积比原本大1.5~2倍，同时，由于介质流体在管程内产生螺旋状波纹，一方面可以提高紊流的脉动性，另一方面可以改变流体与管壁、流体层之间的摩擦，减少层流底层，改进介质边界层的流动性，达到传化强热的目的，且膨胀节作为一个挠性元件，可以利用其自身的弹性变形来补偿壳体与管束膨胀的不一致性，从而减少温差应力，因而内置膨胀节的结构，使换热器适用于管程和壳程介质温差大、操作压力高的工况下；而由于第一管程组件分别与第二管程组件及第三管程组件通过法兰可拆卸地连接，因而在需要对管箱内部进行清洗时，只需移开第一管程组件，即可对管箱内部进行机械清洗，因而其结构简单、制造成本低，且适用于易结焦的介质；此外，由于第一管程组件、第二管程组件以及第三管程组件中各部件的连接采用焊接方式，因而密封性能优，适用于易挥发、有毒易爆的介质。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为换热管与管板连接的局部示意图。

具体实施方式

一种内置膨胀节的单管程式换热器，如图1和图2所示，包括管箱，所述管箱包括第二管程组件，在第二管程组件顶端可拆卸地连接有第一管程组件，在第一管程组件的顶端可拆卸地连接有第三管程组件；所述第三管程组件竖直贯穿壳体后，其侧壁与壳体焊接为一体；所述第一管程组件包括沿管箱轴向上设置的膨胀节10；所述第二管程组件包括有与换热管18连接的管板1。由于膨胀节10内置设置在管程上，避免将其焊接连接在外壳上，有效避外壳与膨胀节10连接处的应力集中，防止压力过大时外壳损坏泄露介质而造成危害，从而可以使换热器适用于壳程压力较大的介质。由于本案中的换热器结构简单，内置膨胀节10的形式，波纹波数较多，承受内压较大，即可补偿管壳程产生的位移，又可解决密封泄露问题，因而更能满足大规模生产需求，符合石油化工设备向大型化发展的趋势。