專利名稱：換熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種胺液的換熱設(shè)備，尤其涉及一種換熱器。
背景技術(shù)：
煉油廠延遲焦化裝置脫硫單元使用的脫硫溶劑貧胺液及富胺液，按照工藝要求， 需要被加熱或者冷卻到特定溫度。目前，胺液的換熱設(shè)備一般采用普通的光管管殼式換熱器，但是該種換熱器，熱效率較低。為提高熱效率，也有裝置采用板式換熱器或螺旋板式換熱器。但是板式換熱器的承壓能力有限，密封系統(tǒng)剛性差；另一方面，胺液中含有懸浮固體顆粒，而板式換熱器流道間隙小，容易堵塞。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的是現(xiàn)有的胺液換熱設(shè)備熱效率較低、承壓能力有限、密封系統(tǒng)剛性差，且流道間隙小、容易堵塞的技術(shù)問題。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種換熱器，殼體兩端分別設(shè)前后封頭，殼體內(nèi)設(shè)換熱管束，所述換熱管束兩端通過管板支撐固定；前后封頭上分別設(shè)有管程進(jìn)出口，殼體上設(shè)有殼程進(jìn)出口，所述換熱管采用兩端截面為圓形、中部截面為橢圓的螺旋扁管，換熱管束采用正三角形方式布管，橢圓截面的長軸等于換熱管排列的管中心距，相鄰換熱管在橢圓截面的長軸處接觸。胺液在螺旋橢圓扁管管內(nèi)流動(dòng)過程，由于離心力的作用，形成較強(qiáng)的二次旋流，增加了管內(nèi)流體的擾動(dòng)，促進(jìn)了流體在換熱管徑向的流動(dòng)混合，使管程流體與殼程流體均產(chǎn)生以旋轉(zhuǎn)為主要特征的復(fù)雜流動(dòng)，較大程度地強(qiáng)化了傳熱過程，且在實(shí)際運(yùn)行過程中始終保持較好的強(qiáng)化傳熱效果，此外，橢圓管道截面積較圓管小，流體流速增加，加之二次旋流引起的擾動(dòng)及對(duì)管壁的沖擊，可以有效防止胺液中懸浮顆粒的沉積與附著，起到自清洗的作用，延長換熱器的運(yùn)行周期，降低檢維修頻率。所述正三角形方式布管，即指任何相鄰的三根換熱管的管心距相等，三個(gè)管心組成的形狀為正三角形。每根換熱管均與其周圍換熱管在橢圓截面長軸邊緣沿管長連續(xù)相互支撐，形成緊密的自支撐結(jié)構(gòu)；管束的自支撐作用， 減少了管束震動(dòng)，可有效防止管束震動(dòng)造成的換熱管破裂，有效地延長換熱器的使用壽命。為方便管束內(nèi)外兩側(cè)的清洗，所述管板包括固定管板和浮動(dòng)管板，固定管板用于固定換熱管束前端，前封頭、固定管板和殼體順次固定連接；浮動(dòng)管板用于固定換熱管束后端，其位于后封頭內(nèi)，并通過浮頭與后封頭連接。浮頭式設(shè)計(jì)使得換熱器殼體和管束的熱膨脹自由，且浮動(dòng)管板便于抽出管束，便于清洗管間和管內(nèi)。為加強(qiáng)換熱管的承壓能力，還設(shè)有支撐件和捆扎圈，所述支撐件套接在換熱管束后端，并與殼體內(nèi)壁固定連接；捆扎圈為一個(gè)以上并均勻套接在換熱管束上。一般的換熱管采用折流板作為支撐組件，本實(shí)用新型采用支撐件和捆扎圈代替折流板，使殼程流體基本為縱向流動(dòng)，不存在流動(dòng)死區(qū)，且殼程中介質(zhì)的曲折流動(dòng)變?yōu)橹苯勇菪牧鲃?dòng)，增加了每個(gè)壓力降單位的熱傳遞效率，在同一熱傳遞效率下，壓力降可降低50 %。[0008]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是總傳熱系數(shù)與傳統(tǒng)光管換熱器相比至少提高30% ；與普通光管換熱器相比，運(yùn)行周期可延長1倍、在同一熱傳遞效率下，壓力降可降低50% ；管束之間的自支撐作用提高了產(chǎn)品密封系統(tǒng)剛性，且結(jié)構(gòu)簡單并便于清洗。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為螺旋橢圓扁管的結(jié)構(gòu)圖；圖3為管束排列結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為支撐件結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為支撐件局部放大示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖1-5所示，本實(shí)用新型換熱器主要由前封頭2、后封頭10、殼體7、固定管板3， 浮動(dòng)管板9、換熱管5、捆扎圈6、支撐件8、浮頭11構(gòu)成。前后封頭分別位于殼體7兩端，由換熱管5組成的換熱管束位于殼體7內(nèi)，換熱管束兩端分別與固定管板3，浮動(dòng)管板9連接， 固定管板3用于固定換熱管束前端，前封頭2、固定管板3和殼體7通過螺栓順次固定連接； 浮動(dòng)管板9用于固定換熱管束后端，其位于后封頭10內(nèi)，并通過浮頭11與后封頭10連接， 前封頭2上設(shè)有管程進(jìn)口 1，后封頭10上設(shè)有管程出口 12，殼體上設(shè)有殼程進(jìn)口 4和殼程出口 13，支撐件8套接在換熱管束后端，支撐件8外壁上設(shè)有四個(gè)支腳14，支腳14沿外壁的圓周均勻排布并通過螺栓與殼體7內(nèi)壁固定連接；捆扎圈6均勻套接在換熱管束中部，其間距為0. 6-1. 2mο換熱管5為螺旋橢圓扁管，其由圓管一次扭曲成型而成，其兩端截面為圓形，中間截面為橢圓形，使用過程中，可根據(jù)實(shí)際需要制成橢圓截面長短軸不同和扭曲節(jié)距不同的換熱管。換熱管的兩端仍保持為圓形便于與固定管板3及浮動(dòng)管板9的連接。換熱管束采用正三角形布管方式，逐排安裝。安裝過程中，轉(zhuǎn)動(dòng)換熱管5，以確保每根換熱管5在截面長軸邊緣處相互支撐。管束組裝完成后，每根換熱管5與其周圍換熱管相互支撐。為進(jìn)一步保證換熱管束的剛度，防止管束振動(dòng)，用捆扎圈6將換熱管束捆扎，通常捆扎圈6采用鋼制扎箍即可；管束后端采用支撐件8對(duì)管束進(jìn)行輔助支撐。浮頭11套接在浮動(dòng)管板9上端頭，并帶動(dòng)浮動(dòng)管板9沿殼體7軸向方向移動(dòng)，以適應(yīng)殼體7和管束的熱膨脹，且浮動(dòng)管板 9卸下后便于抽出管束，便于清洗管間和管內(nèi)。操作過程中，脫硫胺液由管程入口 1進(jìn)入換熱器，在螺旋橢圓扁管內(nèi)旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，在流動(dòng)過程中與殼程流體產(chǎn)生熱交換，被加熱或者冷卻后由管程出口 12流出。
權(quán)利要求1.一種換熱器，殼體兩端分別設(shè)前后封頭，殼體內(nèi)設(shè)換熱管束，所述換熱管束兩端通過管板支撐固定；前后封頭上分別設(shè)有管程進(jìn)出口，殼體上設(shè)有殼程進(jìn)出口，其特征是所述換熱管采用兩端截面為圓形、中部截面為橢圓的螺旋扁管，換熱管束采用正三角形方式布管，橢圓截面的長軸等于換熱管排列的管中心距，相鄰換熱管在橢圓截面的長軸處接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的換熱器，其特征是所述管板包括固定管板和浮動(dòng)管板，固定管板用于固定換熱管束前端，前封頭、固定管板和殼體順次固定連接；浮動(dòng)管板用于固定換熱管束后端，其位于后封頭內(nèi)，并通過浮頭與后封頭連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的換熱器，其特征是還設(shè)有支撐件和捆扎圈，所述支撐件套接在換熱管束后端，并與殼體內(nèi)壁固定連接；捆扎圈為一個(gè)以上并均勻套接在換熱管束上ο
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種換熱器，殼體兩端分別設(shè)前后封頭，殼體內(nèi)設(shè)換熱管束，所述換熱管束兩端通過管板支撐固定；前后封頭上分別設(shè)有管程進(jìn)出口，殼體上設(shè)有殼程進(jìn)出口，所述換熱管采用兩端截面為圓形、中部截面為橢圓的螺旋扁管，換熱管束采用正三角形方式布管，橢圓截面的長軸等于換熱管排列的管中心距，相鄰換熱管在橢圓截面的長軸處接觸。本實(shí)用新型總傳熱系數(shù)與傳統(tǒng)光管換熱器相比至少提高30%；與普通光管換熱器相比，運(yùn)行周期可延長1倍、在同一熱傳遞效率下，壓力降可降低50％；管束之間的自支撐作用提高了產(chǎn)品密封系統(tǒng)剛性，且結(jié)構(gòu)簡單并便于清洗。
文檔編號(hào)F28D7/00GK202002515SQ201120046618
公開日2011年10月5日 申請日期2011年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月24日
發(fā)明者張志善, 張莉, 徐宏, 戴玉林, 譚金龍 申請人:中國石化揚(yáng)子石油化工有限公司, 中國石油化工股份有限公司