[实用新型]一种换热器换热管与管板连接端头结构

说明书

本实用新型公开了一种换热器换热管与管板连接端头结构，包括换热器壳体两侧的管板和在壳体内两侧管板之间设置的换热管，所述管板上设置有换热管连接透孔，管板内侧环绕换热管连接透孔设置有凸起的圆环管板凸台，所述圆环管板凸台的外径和壁厚与所述换热管对应一致，管板外侧端面设置有不锈钢防腐蚀层，管板凸台端部与换热管端部连接，在所述管板上的换热管连接透孔中紧贴透孔侧壁设置有衬管，衬管一端从管板内侧圆环管板凸台伸出插入换热管与换热管孔内侧壁焊接，衬管另一端从管板外侧端的不锈钢防腐蚀层探出与管板外侧不锈钢防腐蚀层端面焊接。本实用新型管板与换热管之间没有缝隙，完全消除了缝隙腐蚀的风险。

技术领域

本实用新型涉及高压管壳式换热器，特别涉及一种换热器换热管与管板连接端头结构。

背景技术

高压换热器是高压加氢装置中的重要设备，其工作环境苛刻，不仅承受高温、高压，而且承受操作介质中氢、硫化氢等引起的腐蚀。由于高压换热器在流程中较为重要，且其一旦破坏产生的危害较大，因此需要从结构和材料等多个方面采取措施确保其安全可靠。换热器的管束内外两侧分别接触不同的介质，需要同时承受两侧介质的作用，换热管与管板的连接部位是管束各部件中很容易产生破坏的部位。

目前高压换热器中管头常用的有两种结构形式：

(一)换热器中管头采用端面焊接的结构形式，管板与换热管之间采用角焊缝连接；为消除换热管与管板孔的间隙，同时对换热管进行贴胀，这种结构的缺点是：

（1）角焊缝不易保证焊接质量且难于进行射线检测或者超声检测，一般只进行表面检测，无法发现内部焊接缺陷。

（2）换热管上的轴向力对角焊缝形成剪切作用，受力不好。

（3）在管板的壳程侧，即使是附加贴胀也不能完全消除换热管与管板之间缝隙，而缝隙的存在又使得此处存在缝隙腐蚀的风险。炼化装置的介质中常常含有氯离子等易引起缝隙腐蚀的成分，因此换热器的管头部位腐蚀破坏的报道屡见不鲜。

(二)蒸汽发生器管头采用内孔焊的结构，这种结构的缺点是：

（1）虽然这种结构从受力和耐腐蚀方面看都较好，但由于焊接机具的限制，目前仅用于管板较薄的中压换热器中；而高压换热器的管板一般厚度超过200mm。

（2）这种结构换热管与管板直接焊接，其材质均为低合金钢，不能耐受炼油装置中腐蚀性较强的介质。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种换热器换热管与管板连接端头结构，在换热器管板的壳程侧留有凸台，凸台与换热管对接,焊接机具从管板的管程侧进入管孔，从内部焊接管头，管板与换热管之间没有缝隙，完全消除了缝隙腐蚀的风险。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种换热器换热管与管板连接端头结构，包括换热器壳体两侧的管板和在壳体内两侧管板之间设置的换热管，所述管板上设置有换热管连接透孔，其中，管板内侧环绕换热管连接透孔设置有凸起的圆环管板凸台，所述圆环管板凸台的外径和壁厚与所述换热管对应一致，管板外侧端面设置有不锈钢防腐蚀层，管板凸台端部与换热管端部连接，在所述管板上的换热管连接透孔中紧贴透孔侧壁设置有衬管，衬管一端从管板内侧圆环管板凸台伸出插入换热管与换热管孔内侧壁焊接，衬管另一端从管板外侧端的不锈钢防腐蚀层探出与管板外侧不锈钢防腐蚀层端面焊接。

方案进一步是：所述管板凸台端部与换热管端部的连接：是从所述管板换热管连接透孔伸进焊枪对凸台端部与换热管端部设置相对坡口的焊接连接。

方案进一步是：在所述管板凸台端部与换热管端部之间设置有不锈钢防腐过渡层，不锈钢防腐过渡层是在所述管板凸台端部堆焊加工形成，所述换热管端部与所述不锈钢防腐过渡层端部焊接连接。